Реферат Происхождение нефти 2. Реферат на тему происхождение нефти


Реферат по геологии на тему "Происхождение нефти"

Министерство образования РБ

ГБПОУ Октябрьский нефтяной колледж

им. С.И.Кувыкина

Реферат по геологии на тему:

«Происхождение нефти»

Выполнил ст.гр.2Эд1-15 ОНК

Голубков А.В.

Проверил: Гусева Е.Л.,

преподаватель геологии

Октябрьский

2017

Содержание:

Введение........................................................................................................................................3

  1. Значение проблемы происхождения нефти......................................................4

  2. Органическая теория происхождения нефти..................................................5

  3. Неорганическая теория происхождения нефти.............................................8

  4. Происхождение нефти с точки зрения тектоники плит.........................11

  5. Полигенез нефти по А. Н. Дмитриевскому....................................................13

Заключение.................................................................................................................................14

Список используемой литературы...................................................................................15

Введение

Нефть—природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Относится к каустобиолитам (ископаемое топливо).

Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6-4 тыс. лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав “греческого огня”. В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии. Вначале XIX века в России, а в середине XIX века в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX века нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

Подавляющая часть месторождений нефти приурочена к осадочным породам. Цвет нефти обычно чисто-чёрный. Иногда варьирует в буро-коричневых тонах (от грязно-жёлтого до тёмно-коричневого, почти чёрного), изредка встречается нефть, окрашенная в светлый жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, а также насыщенно-зелёная нефть. Имеет специфический запах, также варьирующий от лёгкого приятного до тяжёлого и очень неприятного. Цвет и запах нефти в значительной степени обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов, которые концентрируются в смазочном масле и нефтяном остатке. Большинство углеводородов нефти (кроме ароматических) в чистом виде лишено запаха и цвета.

На протяжении XX века и в XXI веке нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. Намалыхглубинахиприестественныхвыходахназемнуюповерхностьнефтьпреобразуетсявгустуюмальту, полутвёрдый асфальт и другие образования—например, битуминозные пески и битумы.

  1. Значение проблемы происхождения нефти

Нефтеобразование - стадийный, длительный процесс образования нефти из органического вещества осадочных пород (остатков древних живых организмов), согласно доминирующей биогенной (органической) теории происхождения нефти. Данный процесс занимает десятки и сотни миллионов лет. В XX веке определенную популярность, особенно в СССР, имела гипотеза абиогенного происхождения нефти из неорганического вещества на больших глубинах в условиях колоссальных давлений и высоких температур, однако подавляющее большинство доказательств свидетельствует в пользу биогенной теории. Абиогенные гипотезы не позволяли делать эффективных прогнозов для открытия новых месторождений

Нефть и её производные используются людьми в течение многих тысяч лет, а представления о происхождении нефти развиваются два тысячелетия. В первой половине 18 века появилась гипотеза об органическом происхождении нефти. Впервые её высказал М.В. Ломоносов в работе «О слоях земных» (1733), а затем - немецкий ученый И. Генкель и французский ученый Б. де Молье. М.В. Ломоносов за исходное вещество нефти принимал каменный уголь, а И. Генкель и Б. де Молье - погребённые остатки растений и животных. В начале XIX века немецкий ученый А. Гумбольт предложил первую гипотезу о глубинном неорганическом происхождении нефти. Таким образом, к концу XIX века чётко сформировалось два подхода к решению данной проблемы: органический и неорганический, которые уже тогда имели различные варианты.

Сложность проблемы происхождения нефти и газа связана и с их специфическим свойством - способностью мигрировать в земной коре вместе с пластовыми водами. О месте рождения нефти и газа можно судить только по косвенным признакам. На этом основании А.А. Бакиров и его последователи совершенно справедливо называют выявленные месторождения УВ местоскоплениями. Подводя итоги разработки проблемы происхождения нефти и газа Ю.И. Пиковский отметил, что весь ХХ век геологи вели интенсивные исследования в этой области, но в конце нашего столетия, как и на его пороге, существуют две различные концепции - органическая и неорганическая. При этом сторонники этих концепций убеждены в том, что проблема решена однозначно.Проблема происхождения нефти и газа является одной из сложных и до конца не решенных в естествознании, несмотря на 150-летний период изучения этого вопроса. Сейчас продолжают оставаться равновероятными две альтернативные гипотезы о происхождении нефти и газа. К настоящему времени обе рассмотренные гипотезы достаточно научно обоснованы и экспериментально подтверждены. Вопрос состоит лишь в том, в какой мере проявляется их относительная роль в формировании конкретных месторождений. А в этом вопросе главными становятся два других из перечисленных ниже условий образования залежей нефти и газа.

  1. Органическая теория происхождения нефти

Сущность теории. К ней относятся достаточно серьезные ученые, среди которых академик В.И Вернадский-основатель современной биохимии нефти. В своих работах он утверждал, что только организмы могут являться исходным веществом для образования нефти.

Аналогичной позиции придерживался академик И.М Губкин, выпустивший в 1932 году книгу «Учение о нефти». В ней он рассматривал в качестве исходного материала уже знакомый сапропель – ил растительно-животного происхождения.

Ученый предполагал, что органические остатки, накапливаемые в море, под влиянием анаэробных бактерий постепенно создают мощный пласт, который под действием тектонических перемещений и новых наносов подвигается вглубь. По мере погружения в нем возрастает температура и давление, что приводит к процессу катагенеза и преобразованию органических остатков в нефть.

Катагенез - это процесс преобразования сформировавшейся в результате завершения процесса диагенеза осадочной породы с участием воды за счёт постепенного повышения температуры и давления в результате погружения осадочной породы на глубину до более 9 км, где участие воды в процессе преобразования породы изменяется (участками прекращается) и начинает осуществляться стадия метагенеза или метаморфизма.

Именно эта позиция ученого является основополагающей современной гипотезы органического происхождения нефти. Кроме того, активные исследования нашего времени доказали, что накопление органики и образование нефти происходит не только в океане, но и в континентальной зоне.

Органическая теория - 5 стадий образования нефти

По предположению ученых-органиков в процессе образования нефть проходит пять стадий:

  • Попадание органических веществ и небольшого количества углеводорода в осадок, образованный в море или другом водоеме.

  • Уплотнение и обезвоживание накопленного на дне осадка, в процессе которого происходит частичное разложение веществ с выделением сероводорода, диоксида углерода, аммиака и метана.

  • Постепенное затухание биохимических процессов, которое происходит в результате относительно невысокой температуры земных недр (≈50°С). При этом небольшая скорость реакций определяет низкую концентрацию битумов и нефтяных углеродов. При образовании газа преобладающим компонентом становится диоксид углерода.

  • Погружение осадка на глубину 3-4 км и соответствующее повышение температуры до 150°С. На этом этапе происходит процесс отгонки нефтяных углеводов из органического вещества в пласт и образование промышленных залежей нефти.

  • С понижением глубины (до 4,5 км) и повышением температуры (выше 180°С) органические вещества прекращают образовывать нефть, продолжая при этом генерирование газа.

Позднее эта теория менялась и варьировалась, но суть теории такова –органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть. В осадочных породах всегда содержится очень незначительное количество органического вещества (всего 0,2—0,9%). Изучение его состава показало, что оно состоит из веществ, напоминающих жироподобные вещества, содержащиеся в остатках растений на дне морей. А по своему молекулярному строению похоже на соединения, входящие в состав нефти. Благодаря этому некоторые учёные считают доказанной возможность образования углеводородов нефти из липоидов, белков и углеводов, которые входили в состав животных организмов.

Биогенная концепция происхождения нефти объясняет основные особенности распространения и состава нефти:

— более 99 % месторождений нефти и газа сосредоточено в осадочных горных породах, т. е. в породах, образовавшихся из донных отложений древних водных бассейнов, в которых развивалась жизнь;

—осадочные породы (глины, песчаники, известняки и др.) характеризуютсяширокимраспространениемдисперсныхбитуминозныхвеществ ("диффузно-рассеянной нефти"), близких по составу к обычной нефти. Общее количество рассеянной нефти в осадочной оболочке Земли намного превышает общее количество нефти в месторождениях;

— в нефтегазоносных регионах залежи нефти и газа стратифицированы, т. е. вкаждомрегионеприуроченывосновномкпластамгорныхпородопределенного возраста;

— химический состав нефти в месторождениях и состав рассеянной нефти в горных породах имеют многосходных черт с составом живого вещества: в них присутствуют биомолекулы или их фрагменты (изопреноиды, порфириныидр.), часть которых обусловливает оптическую активность нефти, присущую живому, и т. д.

Доказательство в пользу органической теории. В 1921 г. японскому учёному Кобаяси удалось получить искусственную нефть при перегонке жира рыб без давления, но в присутствии катализатора — ускорителя реакции. Подобные опыты были проведены и другими исследователями. Это натолкнуло их на мысль, что такими катализаторами в природных условиях могут быть глины, содержащие вещества-катализаторы, и что в глинистых толщах рассеянное органическое вещество превращается в нефть. Поэтому такие глинистые толщи получили название «нефтепроизводящие», или «нефтематеринские».

Основными доказательствами в пользу органической теории выступают такие положения:

  • Основные месторождения нефти и газа совпадают с крупнейшими зонами распространения осадочных пород.

  • В составе природной нефти зафиксировано наличие элементов органического происхождения.

  • Кроме того, строение молекул природной нефти более свойственно веществам, имеющим биогенное происхождение.

Недостаток. Биогенная концепция происхождения нефти не представляет собой единую законченную теорию. В ее рамках по сей день остаются дискуссионными наиболее принципиальные вопросы:

  • Стадии литогенеза, с которыми связано, в основном, нефтеобразование;

  • Источники энергии для синтеза нефтяных углеводородов из керогена;

  • Механизм собирания рассеянных углеводородов в скопления;

  • Формы и энергия миграции нефти в горных породах;

  • Происхождение типов нефти и другие.

На все эти вопросы биогенная концепция пока не дает однозначных ответов: большинство решений имеют альтернативы.

  1. Неорганическое происхождение нефти

Карбидная гипотеза Д. И. Менделеева. Согласно гипотезе неорганического происхождения нефти (абиогенная гипотеза) углеводороды образовались в результате превращения неорганических соединений. Еще в 1805 г. немецкий ученый А. Гумбольдт утверждал, что нефть происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений. В 1876 г. французский химик М. Бертло, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ, высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных соединений.

В 1876 г. русский ученый Д. И. Менделеев изложил свою «карбидную» гипотезу образования нефти, согласно которой вода, просачиваясь в недра Земли и взаимодействуя с карбидами металлов, в частности железа, под воздействием высоких температур и давления образует углеводороды и соответствующие оксиды металлов. Подтверждением абиогенной теории служили опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов при воздействии серной кислоты (h3S04) на чугун, содержащий значительные количества углерода. В 1878 г. французские ученые, обрабатывая соляной кислотой (НС1) зеркальный чугун и водяными парами железо при белом калении, получили водород и углеводороды, которые даже по запаху напоминали нефть.

Значительный вклад в развитие гипотезы о неорганическом происхождении нефти внес известный ленинградский геолог-нефтяник Н. А. Кудрявцев. В 1950-е годы, обобщив огромный геологический материал о нефтяных и газовых месторождениях мира, он создал свою магматическую гипотезу происхождения нефти, по которой в мантии Земли при высоких температуре и давлении из углерода и водорода сначала образуются углеводородные радикалы, которые, поднимаясь в слои земной коры (в области более низких температур и давлений), взаимодействуют друг с другом и с водородом, превращаясь в нефть. Перемещаясь как вертикально, так и горизонтально в породе по трещинам, образовавшаяся нефть скапливается в ловушках не только в верхних слоях Земли, но и в глубине. Эти представления Н. А. Кудрявцева подтверждаются все большей глубиной (более 10 км) бурения нефтяных скважин.

Основным доказательством своей теории, химик считал результаты опытов, проведённых в лаборатории. Кроме того, положения данной гипотезы подтверждают исследования астрофизиков, доказавших наличие углеводородов в космосе. Но «карбидная» гипотеза не объясняет появления всех углеводородов разнообразного строения, которые имеются в нефти.

Магматическая(вулканическая) гипотеза. Близкие взгляды на неорганическое происхождение нефти защищал ЮджелКост (1905), считая, что нефть образуется в магматических очагах и выделяется с газовыми эманациями при вулканических извержениях. Толчком для развития вулканической гипотезы Ю. Коста послужили проявления метана в вулканических газах, битуминозные вещества в пепле вулканов (Везувий), а также нефтепроявления в кристалических породах. Э. Штебер (1914), предвосхищая разработку процесса получения искусственного бензина, полагал, что из h3, СО и СО2, выделяющихся из магматических очагов, на значительных глубинах получаются газообразные и жидкие углеводороды. Образование нефтяных месторождений он связывал с закупоркой жерл грязевых вулканов и накоплением жидких и газообразных углеводородов в их аппарате под большим давлением, с последующим проникновением их в соседние складки. Э. Штебер ошибочно считал, что во всех нефтегазоносных районах имеются или имелись грязевые вулканы.

Основные положения:

  • Из грязевых вулканов за время их существования выделилось и продолжает выделяться столько углеводородных газов, что источником последних могут быть только глубокие недра Земли. Глубинное происхождение газов и сопровождающей их нефти подтверждается тем, что в Керченско-Таманских вулканах они выносят пары ртути, а в некоторых вулканах углеводородные газы сменяются углекислыми.

  • Соотношение между нормальными и изо-углеводородами, наблюдающееся в нефтях, показывает, что температура их образования достигала нескольких сот градусов Цельсия; такой температуры в осадочном покрове не наблюдается; соотношения же, рассчитанные для невысоких температур, не наблюдаются ни в одной нефти (А.Ф. Добрянский).

  • Нефтяные битумы и углеводородные газы нередко с нефтяным запахом широко распространены в металлических рудниках на кристаллических щитах, а также в жерлах потухших вулканов и в трубках взрыва.

  • Закономерности распространения нефти в нефтеносных районах указывают на тяготение ее к фундаменту, т. е. на поступление ее в осадочную толщу из фундамента. Это подтверждается тем, что нефть и газ иногда в больших количествах обнаруживаются в фундаменте в десятках нефтеносных районов.

  • Как в осадочной толще, так и в кристаллическом фундаменте (Межовка, Новосибирская обл.) встречаются залежи углекислого газа с нефтью или растворенным в нем нефтяным конденсатом.

  • Нефть и углеводородные газы генетически связаны с глубинными разломами и приурочены к опустившимся по ним участкам земной коры. Образовавшиеся в зонах разломов в результате дифференцированных движений отдельных блоков фундамента антиклинальные поднятия в осадочной толще являются ловушками, в которых аккумулируются нефть и газ, поднимающиеся из глубоких недр по разломам.

Космическая гипотеза. Наряду с вулканической гипотезой происхождения нефти русский геолог В. Д. Соколов в 1889 г. выдвинул космическую теорию, согласно которой газовый сгусток постепенно переходил в жидкую фазу, а содержащиеся в нем углеводороды (соединения углерода с водородом) растворялись в жидкой магме, превращающейся по мере охлаждения в твердую земную кору, по трещинам в которой углеводороды поднимались в верхние ее слои, образуя скопления нефти и газа.

Уже в наше время, объединив вулканическую и космическую гипотезы в единое целое, новосибирский исследователь В. А. Сальников предположил, что в результате столкновения спутника с Землей активизировалась вулканическая и горообразовательная деятельность. Миллиарды тонн вулканического пепла и грязевые потоки завалили в глубоких недрах Земли принесенные из космоса углеводороды, где под действием высоких температур и давлений они превратились в нефть и газ.

Гипотезы неорганического происхождения нефти объединяет идея неорганического синтеза сложных компонентов нефти из С, Н2, СО, СО2, СН4, Н2О и других простейших углеводородистых соединений, содержащихся либо в земной коре или в мантии, либо в космосе.

Образование залежей, согласно этой гипотезе, происходило следующим образом:

  • В эпоху генезиса Земли, углеводороды являлись частью первичного вещества нашей планеты (или же сформировались на первых этапах её генезиса в условиях высоких температур).

  • Под воздействием охлаждения первичного вещества, углеводороды смешивались с остывающей магмой и постепенно поднимались в её составе по разломам к земной коре, задерживаясь в осадочных породах.

Основной недостаток гипотезы заключается в том, что она не может объяснить ни географическое, ни геологическое распределение запасов нефти и газа, а также восполнение их в современном мире.

  1. Происхождение нефти с точки зрения тектоники плит

Согласно положениям литосферно-океанической теории (ЛОТ), особенно высокие давления (при высоких температурах) характерны для локальных и глобальных паровых взрывов в астеносфере во время прорыва туда больших масс океанической воды через рифтовые щели (а также стыки плит, находящихся в положении субдукции) при лунносолнечных приливах литосферы или при вертикальных подвижках плит земной коры от таяния великих ледников.

По нашему мнению, неправы обе гипотезы: и биогенная, и абиогенная. В то же время, с позиций ЛОТ обе гипотезы по-своему правы. Нефть действительно частично образовалась из останков органики (как и утверждает биогенная гипотеза происхождения нефти), но образовалась она из этой самой органики глубоко под землёй в астеносфере, как правильно отметили создатели абиогенной гипотезы.

Согласно постулатам ЛОТ, нефть образуется при паровых взрывах. Нефть и газ, до того сконцентрировавшиеся в верхней части астеносферы, т.е. под литосферой, по вновь образованным при глобальном взрыве и старым разломам литосферы под высоким давлением устремлялись вверх, частью выходя в атмосферу, частью внедрялась в полостях кристаллического фундамента и порах пластов осадочных пород. При охлаждении в пластах земной коры легкие углеводороды (метан и ряд других) становились природным газом, более тяжёлые углеводороды превращались в нефть.

Обычно газ и нефть были в смеси, смесь углеводородов могла быть самого причудливого состава, чем и определялись сорта нефти различных месторождений. Масштабы будущих месторождений нефти определялись расположением разломов вблизи крупных скоплений астеносферных углеводородов, проходного сечения литосферных разломов, прочностью и непроницаемостью нефтяных ловушек в земной коре.

Когда давление было достаточно велико, а жесткость пласта достаточно мала, он выгибался в свод - в так называемую антиклиналь. Проходили десятки, иногда сотни тысяч и миллионы лет. В старых, разрушающихся месторождениях, когда летучие фракции постепенно уходили в атмосферу, давление ослаблялось, антиклиналь становилась все более пологой, порой превращаясь в синклиналь. Нефть очень старых (но не старее временных рамок фанерозоя) месторождений при этом становилось все более «тяжёлой», и со временем превращалась в асфальты, битумы и сланцы.

Наибольшее количество углерода (основного элемента биоты) на поверхности Земли находится в Мировом океане. Больше всего его содержится в углекислом газе. А непосредственно органического вещества в морской воде в сто раз больше, чем в осадках на дне морей. Становится понятно, откуда мог взяться тот исходный органический материал, из которого в астеносфере при температуре около 1200°С и при давлениях мощнейших взрывов шел генезис нефти. Исходное органическое вещество бралось из своего самого ёмкого источника - из прорывавшихся в астеносферу через рифты и субдукционные стыки литосферных плит огромных масс морской воды.

Нефть и газ располагаются там, где литосфера наиболее тонкая, т.е. под океаническим дном, под низменностями суши, равнинами и горными распадками. Под горными массивами литосфера резко утолщается, и астеносферной нефти там не может быть.

Под океанами литосфера значительно тоньше и образует как бы своеобразный свод, куда из массива астеносферы, т.е. верхней, очень своеобразной части верхней мантии «всплывают» образовавшиеся при гидротермальных взрывах океанической воды в недрах астеносферы биогенные и абиогенные углеводороды. Под континентами толщина литосферы значительно возрастает, и углеводородов там мало, только в разломах и околоразломных пустотах осадочных и коренных пород. Под горными массивами ничего нет, но в межгорных низинах, близ горных разломов и сбросов могут быть неплохие месторождения

Определим количество углеводородов, образовавшихся в астеносфере из органики и углекислого газа, поступавших туда с океанической водой за период позднего фанерозоя (после Гондванского оледенения). В итоге получим 239 триллионов тонн. Такое количество углеводородного сырья образовалось в астеносфере за 180 млн. лет, прошедших со времени первой гондванской катастрофы, и сконцентрировалось в верхних слоях астеносферы под горячим сводом литосферы.

Обнаружение слоя углеводородов астеносферы снимет на очень долгий срок проблему нехватки углеводородного сырья. Сделаем подсчёты: сейчас во всем мире потребляется в год около четырёх миллиардов тонн нефти и газа. Разделим вычисленные нами 239 триллионов тонн на пять миллиардов тонн в год, получим около 48 тыс. лет. На столько лет хватит людям нефти и газа. Того, что открыто в месторождениях земной коры, как известно, хватит на пятьдесят, от силы сто лет.

  1. Полигенез нефти по А. Н. Дмитриевскому

С привлечением теории Т. Куна обоснована точка зрения, что в этой области знания сегодня происходит научная революция. На смену конкурировавшим в нефтегазовой геологии органической и минеральной теориям приходит новая нефтегазовая парадигма, которая считает нефть и газ возобновляемыми полезными ископаемыми планеты. Теоретической основой новой нефтегазовой парадигмы является разработанная автором биосферная концепция нефтегазообразования.

Она связывает нефтегазообразование с современным геохимическим круговоротом углерода и воды через земную поверхность, при котором нефть и газ являются его обязательными продуктами, а их скопления представляют собой ловушки циркулирующего через поверхность углерода, пополняемые при эксплуатации месторождений. В рамках новой парадигмы биосферная концепция принципиально решает проблему происхождения нефти и газа. Концепция непротиворечиво объясняет основные наблюдаемые факты. Согласованно решает ключевые балансовые проблемы круговорота углерода.

Обобщает органическую и минеральную теории генезиса нефти и газа. Выявляет важную роль в образовании газонефтяных углеводородов круговорота воды. Помогает установить ранее неизвестный физико-химический механизм синтеза углеводородов в земной коре, а также открывает возможность технологически влиять на образование нефти и газа в недрах.

Заключение

Сегодня единого мнения о происхождении нефти по-прежнему нет. И хотя большинство учёных всё же склоняются в сторону органической гипотезы, новейшие исследования ставят под сомнение и эту позицию. Актуальность проблемы заставляет геологов, химиков и других специалистов усиленно работать над изучением вопроса о происхождении углеводородов нефти, выдвигать новые гипотезы и находить подтверждение классическим теориям.

 В последние годы углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья. Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.

Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.

Список используемой литературы

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_страница;

  2. http://www.studfiles.ru;

  3. Черников К. А., Ариетов М. Г. и др. Словарь по геологии нефти и газа. – М.: «Недра». – 1988;

  4. Иванова М. М., Чоловский И. П. и др. Нефтегазопромысловая геология. – М.: «Недра». – 2000. – 414 с.;

  5. Кельман Г. А., Болтыров В. Б. Основы геологии. – М.: «Недра». – 1985;

  6. Жданов М. А. Нефтегазопромысловая геология и подсчет запасов нефти и газа. М.: «Недра». – 1981;

  7. Запивалов Н.П. Флюидодинамические модели залежей нефти и газа Н.П. Запивалов, И.П. Попов. - Новороссийск: Изд-во СО РАН, 2003.

  8. Абрикосов И. Х., Гутман И. С. Общая, нефтяная и нефтепромысловая геология. М., 1982.

  9. http://popovgeo.sfedu.ru/lecture_1

infourok.ru

Происхождение нефти и газа — реферат

Современная концепция органического происхождения нефти восходит к монографии И.М.Губкина «Учение о нефти». В соответствии с этой моделью, нефть образуется следующим образом:

Исходное вещество для образования нефти – органическое вещество морских илов, состоящее из животных и растительных организмов. Перекрывающие илы осадки предохраняют его от окисления. Погруженный на глубины до 50 м он перерабатывается анаэробными микробами. При погружении в глубокие недра горные породы, содержащие РОВ (рассеянное органическое вещество) попадают в область давлений 15-45 МПа и температур 60 - 150°. Такие условия находятся на глубинах 1,5 – 6 км. Под действием возрастающего давления нефть вытесняется в проницаемые породы (коллекторы), по которым она мигрирует к месту образования будущих залежей.

Отечественная нефтегазовая геология подтвердила положения И.М.Губкина. На основе прогнозов, сделанных на базе этой теории, развитой его многочисленными последователями, отечественная нефтегазовая геология долгие годы позволяла прогнозировать и открывать месторождения, что сделало Советский Союз ведущей нефтегазовой державой мира. Основные аргументы в пользу биогенного происхождения нефти следующие:

Приуроченность 99,9% промышленных скоплений нефти к осадочным породам.

Сосредоточение наибольших запасов в отложениях геологических периодов с наибольшей активностью биосферы.

Сходство элементного, и, главное, - изотопного состава живого вещества и нефтей.

 Оптическая активность  нефтей.

Образование природного газа

Природный газ распространен в природе гораздо шире, чем нефть. Его формирование может происходить различными способами.

При биохимическом процессе образование метана происходит в результате переработки органического вещества бактериями. (Иногда эти бактерии поселяются на нефти, которые перерабатывают ее в метан, азот и углекислый газ).

Термокатализ заключается в преобразовании в газ органического вещества под действием давлений и температур в присутствии катализаторов – глин. Наиболее интенсивно термокатализ происходит при температуре 150-200°.

Если глины с повышенным содержанием органического вещества обогащены ураном, может запуститься радиационно-химический процесс образования газа, который заключается в воздействии радиоактивного излучения, на углеродные соединения. В результате органическое вещество распадается на метан, водород и окись углерода. Оксид углерода, в свою очередь, распадается на кислород и углерод, при соединении с водородом которого также образуется метан.

При механических воздействиях на угли на контактах зерен возникают напряжения, которые служат источниками энергии для механохимического образования метана.

Космогенный процесс описан при описании космической модели образования нефти В.Д.Соколова.

Главное значение в природе, вероятно, имеют термокаталический и биохимический способы образования метана. Возможно, определенную роль играет и «космический» (он же «мантийный») метан, наблюдаемый в «черных курильщиках».

Современная модель образования залежей нефти и газа.

В обобщенном виде современная модель формирования залежей нефти и газа в результате накопления органического вещества (ОВ) и его преобразования в углеводороды (УВ) приведена в таблице 1.

Таблица 1. Образование залежей углеводородов.

Стадия

Состояние и формы нахождения ОВ и УВ

Геологические условия среды, формирующей скопления

Источники энергии, преобразующие ОВ, УВ

и их скопления.

Накоп-ление и захоронение

ОВ

Исходное органическое вещество осадков в диффузно - рассеянном состоянии

Водная среда с анаэробной геохимической обстановкой.

Биохимическое воздействие организмов и ферментов, действие каталитических свойств минералов

Генерация УВ

УВ нефтяного ряда в рассеянном состоянии

Потенциально нефтегазоматеринские толщи с анаэробной геохимической средой

Геостатическое давление, температура недр, высвобождающаяся внутренняя химическая энергия ОВ при перестройке в УВ, радиация из вмещающих пород.

Миграция УВ

УВ в свободном и водогазорастворенном состоянии

Породы-коллекторы

Гравитация, геодинамическое давление, гидродинамические процессы, капиллярные силы, диффузия.

Аккумуляция

УВ

Скопления УВ

Породы-коллекторы и покрышки, ловушки.

Гравитация, геодинамическое давление, гидродинамические процессы, капиллярные силы, диффузия.

Консервация

УВ

Скопления УВ

Породы-коллекторы и покрышки, ловушки, восстановительная геохимическая среда, застойный режим пластовых вод, благоприятные давления и температуры.

 

Разрушение

скоплений УВ

УВ в рассеянном состоянии

Разрушение покрышек, или ловушек, растворение, окисление, разложение УВ

Тектонические движения, химические и биологические процессы, диффузия

 

В отличие от другого горючего ископаемого – угля, происхождение которого достаточно очевидно благодаря находкам отпечатков листьев и даже целых окаменевших стволов деревьев и было разгадано еще М.В. Ломоносовым, происхождение нефти долгое время было предметом жарких споров, которые полностью не затихли и в наши дни. Существуют две противоположные версии происхождения нефти: неорганическая и органическая. Выбор между этими версиями осложняется тем, что нефть и газ – весьма подвижные вещества-флюиды, они способны к перемещению – миграции внутри земной коры и ее осадочной оболочки на большие расстояния, и их скопления нередко находятся достаточно далеко от предполагаемого места образования.

Неорганическая гипотеза происхождения нефти была относительно наиболее популярной в СССР, где ее отстаивали две научные школы – в Санкт-Петербурге (тогда Ленинграде) во главе с Н.А. Кудрявцевым и Киеве во главе с В.Б. Порфирьевым. Адепты этого направления опирались на авторитет Д.И. Менделеева, который высказал предположение о том, что нефть могла образоваться при воздействии воды на карбид железа. Главными же геологическими фактами, легшими в основу построений "неоргаников", было нахождение некоторых залежей нефти в вулканических, интрузивно-магматических и метаморфических породах. Такие залежи действительно существуют. Особенно показателен пример крупного скопления нефти в трещиноватых и выветрелых гранитах на месторождении "Белый тигр" на юге Вьетнама, в дельте Меконга.

С позиций противоположной, органической концепции генезиса нефти все такие залежи – результат миграции нефти из смежных осадочных пород. Но следует признать, что углеводороды в принципе могут иметь в природе и неорганическое происхождение – иначе как объяснить их присутствие в метеоритах и атмосфере некоторых планет и их спутников, а также выделение метана в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, практически лишенных осадков. Однако все эти местонахождения представляют лишь научный интерес, а речь должна идти о залежах промышленного значения.

Противники "неоргаников" приводили в качестве доводов в пользу органического происхождения присутствие в нефтях спор и пыльцы растений и специфических органических соединений – порфиринов. Однако "неорганики" объясняли все это заимствованием из вмещающих залежи осадочных пород. Решающее доказательство органического происхождения нефти принесли данные органической геохимии, установившие тождество нефтяных и биогенных углеводородов на молекулярном уровне. Молекулы таких органических соединений получили название "биомаркеров", то есть меток, указывающих на биогенное происхождение данной нефти. Несмотря на это, отдельные исследователи как в нашей стране, так и за рубежом продолжают отстаивать неорганическое происхождение нефти. Соответствующие взгляды высказывались совсем недавно на страницах журнала "Эксплорер", издаваемого авторитетной Американской ассоциацией геологов-нефтяников. А в Швеции была даже пробурена довольно глубокая скважина в кристаллических породах Балтийского щита, но никаких притоков нефти получено не было.

В общем по всей сумме накопленных фактов достаточно обоснованной может считаться лишь концепция органического, биогенного происхождения нефти, выдвинутая немецким ботаником Г. Потонье в начале XX века. В нашей стране она была разработана Г.П. Михайловским, И.М. Губкиным, но наиболее полно и на современном уровне Н.Б. Вассоевичем, который назвал ее осадочно-миграционной теорией нефтеобразования. Согласно этой теории, источником нефти является захороненное в осадках органическое вещество – продукт разложения организмов, – отлагающееся вместе с минеральными частицами осадков.

В свою очередь, источником этого органического вещества являются две группы организмов: наземная растительность, остатки которой сносились реками в морские или озерные бассейны, бактерии и морской зоо- и фитопланктон, причем именно последнему принадлежит главная роль в нефтеобразовании.

Различия в составе органического вещества, отложенного из двух этих источников – гумуса и сапропеля, прослеживаются в составе нефтей, возникших за их счет. Накопление значительных масс органического вещества в осадках было возможно в условиях отсутствия или ограниченного доступа свободного кислорода, что могло происходить лишь в водной среде.

Органическое вещество находится в осадках в рассеянном состоянии. Одни типы осадков им обогащены в большей степени, другие – в меньшей или даже практически его лишены, но среднее содержание очень редко превосходит 1% от массы осадка. И лишь относительно небольшая часть этого вещества (10-30%) затем преобразуется в нефть, остальная сохраняется в осадке и переходит в образующуюся из него осадочную породу. Более всего обогащены органическим веществом темные глинистые толщи типа олигоцен-миоценовой майкопской серии Кавказа, девонского, так называемого доманика Волго-Уральского и Тимано-Печорского бассейнов. Именно их долго рассматривали как классические нефтепроизводящие или нефтематеринские толщи. Однако в дальнейшем выяснилось, что свойством продуцировать нефть обладали и другие типы осадочных формаций, в частности карбонатные.

Преобразование исходного органического вещества в нефть – процесс длительный, сложный и еще до конца непонятый. Известно, что углеводороды нефтяного ряда образуются уже в телах живых организмов и их обнаруживают в современных осадках. Однако, как показал Н.Б. Вассоевич, процесс идет очень медленно, пока осадки не погрузятся на глубину более 2 км, будучи перекрыты более молодыми слоями, и не нагреются до 80-100°C. Лишь тогда наступит главная фаза нефтеобразования. На большей же глубине, порядка 6 км, и при более высокой, более 120°C температуре вместо нефти начнет образовываться газ.

По более современным представлениям (Ш.Ф. Мехтиев, Б.А. Соколов) нефтеобразованию существенно способствуют (кроме погружения и роста температуры с глубиной) поступающие из мантии флюиды. Это особенно заметно в молодых рифтогенных бассейнах типа Суэцкого залива Красного моря, но должно было играть большую роль на ранней стадии развития и более древних бассейнов вроде Западно-Сибирского. В этом смысле можно признать, что в представлениях "неоргаников" было хотя и небольшое, но зерно истины – глубинный эндогенный фактор принимает определенное участие в процессе нефте- и газогенерации. А так как действие этого фактора во времени проявляется неравномерно, отдельными импульсами, то и генерация углеводородов может протекать не в одну фазу, а в несколько таких фаз, как недавно отметил украинский ученый А.Е. Лукин.

Но по существу процесс нефтеобразования завершается лишь тогда, когда капли нефти начнут собираться в более крупные скопления. А это происходит только при отжимании нефти вместе со связанной водой из материнской породы под весом вышележащих слоев, напором газа и при ее переходе в пористые породы-коллекторы, в частности пески и песчаники.

Необходимо иметь в виду, что вместе с нефтью и даже раньше нее из материнской породы отжимается и вода, притом в неизмеримо больших количествах. А породы-коллекторы обязательно являются водоносными. Вода может иметь в них различное происхождение – она может захороняться вместе с осадками (погребенные воды) или проникать с поверхности на выходе пластов на эту поверхность (инфильтрационные воды). Все нефтегазоносные осадочные бассейны, как подчеркнул И.О. Брод, являются одновременно артезианскими, и нефть и газ перемещаются, мигрируют не сами по себе, а вместе с водой, нефть по существу первоначально в виде нефтеводной смеси (капли нефти в воде). Но вскоре происходит отделение нефти и газа от воды, вследствие более низкого удельного веса нефть всплывает над водой и скапливается в залежи, стремясь занять в пласте-коллекторе наиболее высокое гипсометрическое положение. Это тем более относится к газу и газоконденсату, но о происхождении газа следует сказать особо.

Диапазон глубин газообразования гораздо шире, чем у нефти, а его источником могут являться не только вещества органического происхождения, захороненные в субаквальных осадках, но и вещества, получающиеся в результате углефикации наземной растительности. Залежи газа, продуцированного угленосной толщей среднего карбона, известны в верхнем карбоне и нижней перми в южной части Северного моря и других районах. Выделения метана наблюдаются практически во всех угленосных толщах, и его взрывы в шахтах нередко имеют катастрофические последствия. Образование метана начинается уже в болотах, а промышленные залежи газа выявлены в очень молодых, плиоцен-четвертичных осадках. Газообразование продолжается и на больших глубинах, но, как отмечалось выше, его главная фаза приходится на область более высоких температур, чем главная фаза нефтеобразования. В последнее время в Скалистых горах США обнаружены скопления газа в слабопроницаемых отложениях верхов мела, их называют нетрадиционными, к ним относятся и упомянутые выше глинистые толщи. Следует упомянуть наконец о широком распространении в осадочных толщах морей и океанов и придонном слое осадков залежей газогидрата – сжиженного и замерзшего растворенного в воде газа.

yaneuch.ru

Реферат Происхождение нефти 2

Что такое нефть.

Соединения сырой нефти – это сложные вещества, состоящие из пяти элементов – C, H, S, O и N, причем содержание этих элементов колеблется в пределах 82–87% углерода, 11–15% водорода, 2,5–3% серы, 0,1–2% кислорода и 0,01–3% азота. Углеводороды – основные компоненты нефти и природного газа. Простейший из них – метан Ch5 – является основным компонентом природного газа. Все углеводороды могут быть подразделены на алифатические (с открытой молекулярной цепью) и циклические, а по степени ненасыщенности углеродных связей – на парафины и циклопарафины, олефины, ацетилены и ароматические углеводороды. Парафиновые углеводороды (общей формулы Cnh3n + 2) относительно стабильны и неспособны к химическим взаимодействиям. Соответствующие олефины (Cnh3n) и ацетилены (Cnh3n – 2) обладают высокой химической активностью: минеральные кислоты, хлор и кислород реагируют с ними и разрывают двойные и тройные связи между атомами углерода и переводят их в простые одинарные; возможно, благодаря их высокой реакционной способности такие углеводороды отсутствуют в природной нефти. Соединения с двойными и тройными связями образуются в крекинг-процессе при удалении водорода из парафиновых углеводородов во время деструкции последних при высоких температурах. Циклопарафины составляют важную часть большинства нефти.

Они имеют то же относительное количество атомов углерода и водорода, что и олефины. Циклопарафины (называемые также нафтенами) менее реакционноспособны, чем олефины, но более чем парафины с открытой углеродной цепью. Часто они представляют собой главную составную часть низкокипящих дистиллятов, таких, как бензин, керосин и лигроин, полученных из сырой нефти.Классификация нефти.

Классификации нефти строятся на различной основе. Как правило, это генетические и технологические классификации. Первые из них учитывают состав исходного материала и условия его преобразования, а вторые характеризуют нефть как сырьё для производства тех или иных нефтепродуктов. Генетическая классификация делит нефти на гумитосапропелитовые, сапропелитовые и сапропелито-гумитовые типы по соотношению остатков высших и низших растений в их составе. Типы подразделяются далее на классы и группы по степени преобразования компонентов в анаэробной среде. Принятая в России технологическая классификация делит их на три класса по содержанию серы (I<II<III), три типа по выходу фракций, перегоняющихся до 350лнС (Т1>Т2>Т3), четыре группы по потенциальному содержанию базовых масел (М1>М2>М3>М4), две подгруппы по индексу вязкости (И1>И2) и три вида по содержанию твердого парафина (П1<П2<П3). В целом нефть характеризуется шифром, составляемым последовательно из обозначения класса, типа, группы, подгруппы и вида, которым соответствует данная нефть.

 Классификация, имеющая признаки и научной, и технологической, была построена на основе группового состава нефти. В соответствии с ней нефти делятся на шесть классов: парафиновые, парафинонафтеновые, нафтеновые, парафино-нафтено-ароматические, нафтеноароматические, ароматические. Каждый класс включает нефти с преобладанием одного - двух компонентов группового состава или с их примерно равным содержанием

Промышленнно-генетическая классификация нефти, аналогичная разработанной к настоящему времени для углей, пока отсутствует. Вероятно, это связано с тем, что разнообразие жидких горючих ископаемых намного меньше, чем ТГИ, а их свойства легче стандартизуются по сравнительно просто определяемым кривым ИТК и групповому составу. Принятые в разных странах национальные системы классификаций можно достаточно успешно применять в международной торговле нефтью и нефтепродуктами и с их помощью планировать направления переработки нефти конкретного месторождения.Физико-химические свойства нефти.

            Нефть представляет собой чрезвычайно сложную смесь переменного состава и говорить о константах нефти невозможно, потому что состав и свойства нефти могут существенно изменятся. Но тем не менее для характеристики нефти определение ряда физико-химических свойств имеет весьма важное значение в отношении ее состава и товарных качеств.

            Плотность принадлежит к числу наиболее распространенных показателей при исследовании нефти. Особое значение этот показатель имеет при расчёте нефтей, занимающих данный объём или определения объема нефтей. Это важно как для расчетно-конструктивных исследований, так и для практической работы на местах производства, транспортировки и потребления нефтей. Величины плотности у нефти весьма различны, они колеблются в пределах 0,77-2,0, хотя в большинстве случаев они укладываются в более узкие пределы 0,83-0,96.

            Вязкостью или внутренним трением называется свойство, проявляющееся в сопротивлении, которое нефть оказывает при перемещении одной ее части относительно другой под влиянием действия внешней силы. Различают Динамическую и кинематическую связь нефтей. Значение вязкости при характеристике нефтей чрезвычайно велико. Наибольшее значение вязкость имеет при расчете нефтепроводов, при расчетах, связанных с подачей топлива и т. д.

            Нефть характеризуется не температурами кипения, температурными пределами начала и конца кипения и выходом отдельных фракций, перегоняющихся в определенных температурных интервалах. По результатам перегонки судят о фракционном составе. Определение температурных пределов кипения отдельных фракций нефти, а также определение процентного содержания этих фракций в составе нефти имеет большое значение для определения характеристик этой нефти.

            Температура вспышки – это температура, при которой нефть, нагреваемая при определенных условиях, выделяет такой количество паров, которое образует с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.

            Температурой воспламенения называется та температура, при которой нагреваемый при определенных условиях нефтепродукт загорается и горит не менее 5 секунд.

            При понижении температуры часть компонентов нефти становятся более вязкими и малоподвижными, растворенные углеводороды могут выделятся в виде кристаллов. Это весьма осложняет товарно-транспортные операции и эксплуатацию нефти при низких температурах. Эту температуру называют температурой застывания.Происхождение нефти.

История науки знает много случаев, когда вокруг какой-нибудь проблемы разгораются жаркие споры. Такие споры идут вокруг проблемы происхождения нефти.

1 этап - с древнейших времён по 1760 . В этот период представления о происхождении нефти, так или иначе, были связаны с различными представлениями о "флогистоне ", происхождение Земли и др. Первая теория была сформулирована в 950 годы арабским учёным Их - Ван - эс-Сафа. "Вода и воздух - писал он - созревают действием огня и образуют огненную серу и водяную ртуть. Эти два вторичных элемента смешиваются с разным количеством земли и в зависимости от температуры образуют минералы, находящиеся в земле, включая битуминозную субстанцию, такие, как нефть. Поэтому они имеют "высокий" воздух и нефть, сжимается и огнеопасны. " В конце 17  века (1697)итальянский учёный П. С. Бекконе, ссылаясь на мнение англ. учёного В. Чарметона, считая, что янтарь и битумы имеют одинаковое происхождение и нефть образуется "вулканическими силами из земли и серного начала", В качестве доказательства он приводил пример землетрясения 1683 года, которое повлияло на интенсивность нефтепроявлений в Сицилии. Судя по работе французского учёного Н. Лемери, в конце 17 века существовало представление об образовании нефти в результате перегонки янтаря; каменный уголь является остатком этой перегонки. Однако сам Лемери считал, что нефть образуется в результате перегонки   битума. Пожалуй, самое интересное предположение высказал в начале 18 века немецкий учёный П. Ф. Генкель. По его мнению, нефть образуется из остатков животных и растений. Существование к 1739 году представления о нефти были обобщены русским академиком И. Вейбрехтом, который, разделяя мнение о нефти как о смеси "огненной", водной и земляной субстанций, в то же время считал, что нефть либо образовалась под влиянием тепла Земли, либо находилась в её недрах изначально. На основании нахождения нефти в теплых странах вблизи морей с соленой водой и длительности ее притоков снизу. Вейбрехт считал, что нефть-" это преобразованная, огненная сущность солей, оставляемая морской водой. При чрезмерном накоплении горючих веществ в одном месте при их воспламенении происходят землетрясения и оседания почвы". Любопытен вывод этого исследования о том, что "масляные части растений близки по своим свойствам к нефтяным маслам". На этом основании делалось предположение: «быть может, огненные и масляные части всех растений происходят от нефти, которую растения вытягивают из земли. «Эти представления завоевывали все большее и большее признание. В 1750 немецкий ученый Шпильман писал, что нефть образуется из растений, преимущественно из ели. Член французской академии наук, химик по специальности П.Ж. Макер в 1758 высказал мнение о том, что битумы образуются в результате взаимодействия "растительных масел " и "кислот".

2 этап (1761-1859).Этот этап продолжался почти 100 лет. Он начался с работы М.В.Ломоносова. В середине 18 века в своем трактате "О слоях земных" великий русский ученый писал: " Выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей бурая и черная масляная материя... и сие есть рождение жидких разного сорта горючих и сухих затверделых материй, каковы суть каменного масла, жидковская смола, нефть. Которые хотя чистотой разнятся. Однако из одного начала происходят" Таким образом, более 200 лет назад была высказана мысль об органическом происхождении нефти из каменного угля. Исходное вещество было одно: органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть и газ. Родилась органическая гипотеза.      М.В.Ломоносов был не единственный, кто высказался по интересующему нас вопросу в 18 веке. Правда, другие гипотезы того времени носили курьёзный характер. Так, один варшавский каноник утверждал, что Земля в райский период была настолько плодотворна, что на большую глубину содержала жировые примеси. После грехопадения этот жир частично испарился, а частично погрузился в землю , смешиваясь с различными веществами. Всемирный потоп содействовал превращению его в нефть. Также известна ещё одна гипотеза. Авторитетный немецкий геолог-нефтяник Г.Гефер рассказывает об одном американском нефтепромышленнике конца прошлого века, считавшим, что нефть возникла из мочи китов на дне полярных морей. По подземным каналам она проникла в Пенсильванию. Немецкий химик К. Райхенбах в 1834 привел перегонку каменного угля с водой и получил 0,0003% масла, очень похожего  на скипидар и на нефть Италии. На основании этого он предположил, что нефть "представляет собой скипидар доисторических пиний (итальянских сосен), находилась в углях в готовом виде и выделялась из них под действием теплоты Земли" В 19 веке среди учёных были распространены идеи, близкие к представлениям Ломоносова. Споры велись главным образом вокруг исходного материала :животные или растения?"

3 этап - (1860-1905).

Немецкие учёные Г. Гефер и К. Энглер в 1888 поставили опыты, доказавшие возможность получения нефти из животных организмов. Позднее, в 1919 академиком Н.Д.Зелинским был осуществлен опыт, исходным материалом которого был органогенный ил преимущественно растительного происхождения из озера Балхаш. При его перегонке были получены: сырая смола -63,2%,

кокс-16% , газы (метан, окись углерода, водород, сероводород.)-20,8%. При последующей переработке смолы из нее извлекли бензин, керосин и тяжелые масла. Итак, опытным путём было доказано, что нефть - производные при разложении органики либо животного, либо растительного происхождения, либо их смеси. Таковой была органическая гипотеза. Но также существовала и неорганическая гипотеза, выдвинутая Д. И. Менделеевым, и получившая название карбидной. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам, рассекающим земную кору, поверхностная вода  просачивалась вглубь Земли к металлическим массам. Взаимодействие ее с карбидами железа приводило к образованию окислов металла и углеводорода. У.В. по тем же трещинам поднимались в верхние слои земной коры и насыщали пористые породы, образуя месторождения. Однажды, побывав в г. Баку, Менделеев от русского учёного Г. В. Абиха узнал, что часто месторождения нефти территориально приурочены к сбросам - особого типа трещинам земной коры. В этом Менделеев видел неоспоримые докозательства своих воззрений. Таким образом, к концу прошлого столетия четко обособились 2 полярных взгляда   на проблему происхождения нефти: органическая и неорганическая.

4 этап- (1932-1950).

Выход в свет в 1932 книги академика И. М. Губкина "Учение о нефти " положил конец колебаниям между указанными группами представлений, и в течение последующего этапа господствовала гипотеза образования нефти из рассеянного органического вещества, накапливавшегося в значительных количествах в осадках морских бассейнов.

5 этап - (1951 - настоящее время).

Этот этап можно смело назвать этапом становления теории органического происхождения нефти, или, как ее правильно назвал Н.Б. Вассоевич, теории осадочно-миграционного происхождения нефти и углеводородных газов. Начало данного этапа следует считать 1950 год потому, что именно этот год почти одновременно с советскими и американскими учёными были обнаружены У.В. в современных осадках. Американские исследователи под руководством П.В.Смита открыли углеводороды в современных осадках Мексиканского залива, прикалифорнийской части Тихого океана, а также некоторых пресноводных бассейнов. И хотя дальнейшие исследования показали, что углеводороды, содержащиеся в современных осадках, существенно отличаются от нефти, значение указанных открытий  трудно переоценить. Они показали, во-первых, что углеводороды образуются в осадках из остатков растительных и животных организмов. Тем самым был положен конец продолжавшейся в течение более двух столетий дискуссии о том, какое органическое вещество может быть исходным для образования нефти. Во-вторых, оказалось, что процессы нефтегазообразования могут  развиваться почти в любых субаквальных осадках и что для этого не требуется каких-то особых экстраординарных условий.Основные месторождения.

            Мировой запас нефти оценивается в 840 млрд. тонн условного топлива, из них 10% — достоверные и 90% —вероятные запасы.

Основной поставщик нефти на мировой рынок — страны Ближнего и Среднего Востока. Они располагают 66 % мировых запасов нефти, Северная Америка — 4 %, Россия — 8-10 %. Отсутствуют месторождения нефти в Японии, ФРГ, Франции и многих других развитых странах. К 2000 г. объем ввоза нефти в США будет в два раза превышать уровень ее добычи. Экспорт из России предполагается к 2000 г. до 7,0 млн. баррелей в сутки. Прогнозируется рост спроса на нефть — 1,5 % в год.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ.

Западная Сибирь

Это наша богатейшая кладовая и одна из величайших нефтегазоносных провинций в мире (так называют территории, где располагаются сразу несколько десятков, а то и сотен месторождений). Здесь их открыто уже более двухсот. Они таят в себе около 4 млрд. тонн нефти. В 60-е года 20-го века в Среднем Приобье, прямо посередине этой огромной заболоченной равнины, обнаружили целую «россыпь» нефтяных месторождений. Среди них Самотрол – один из 4-х нефтяных гигантов (2,6 млрд.т.), который разрабатывается с 1969 года. Он имеет 10 залежей нефти, одна из которых с газовой шапкой. Нефть находится в песчаниках нижнего мела и верхней юры на глубине 1610-2350м.

            Среди других нефтяных месторождений Западной Сибири. Выделяется Федоровское (400 млн. т.), Варьеганское (200 млн. т.) Усть-Балыкское (170 млн. т.)

Волго-Уральский район

Волго-Уральский район – второй по значимости в России. Здесь разведано несколько миллиардов тонн нефти. Открыто с выше 100 нефтяных месторождений, содержащих более 1400 залежей нефти; 2/3 запасов нефти уже добыто.

            В 1948 году в этом районе было открыто крупное Ромашкинское месторождение (3 млрд. т.). Оно расположено в Татарии, в 70 км. К западу от города Альметьевска, в пределах крупного пологого поднятия осадочных пород. Разрабатывается с 1952 года. Здесь уже добыли 1,4 млрд. т. нефти.

Северный Прикаспий.

            Эта нефтегазоносная провинция охватывает Южное Поволжье и прилегающие с юго-востока районы, в основном в пределах прикаспийской низменности: частью в Росси частью в Казахстане. Это огромная чаша, заполненная рыхлыми осадками огромной мощности в 17-20 км. В них выделяются две нефтегазовые толщи, разделённые мощным пластом соли.

Тимано-Печёрский район.

            Тимано-Печёрский район занимает северо-восток европейской части России. Здесь нефть есть во всех палеозойских и ниже – в мезозойских отложениях, а они располагаются на большой площади. В начале 60-х годов XX века открыто крупное месторождение – Усинское нефтяное. Оно разрабатывается с 1973 года.

Восточная Сибирь и Дальний Восток.

Здесь открыты Енисейско-Анабарское нефтегазоносная, Ленно-Тунгусское нефтегазоносная, Ленно-Вилюская нефтегазоносная, Охотская нефтегазоносная провинции.

            Одним из старейших районов нефтедобычи в России является остров Сахалин, Первые нефтяные месторождения – Охинское и Катанглинское – открыты здесь в 1923-1926 годах. К настоящему времени на острове их несколько десятков. Здесь нефтегазоносны молодые неогеновые отложения. В последние годы нефть получают из недр сахалинского шельфа.

Томская область.

Впервые нефть была получена у города Колпашево в 1953 .16 августа 1962было открыто второе месторождение в Александровском районе в деревне Соснино. Позднее были открыты Советское, Стрежевское, Малореченское, Северное, Лугинское и т. д. Глубина залегающих нефтяных пластов от 1500 до 2000 метров.Нефтяная промышленность

Нефтедобыча - отрасль нефтяной промышленности, осуществляющая извлечение нефти и сопровождающего ее газа из недр с помощью буровых скважин или, в отдельных случаях, шахт и других выработок. Задачами нефтедобычи являются: рациональная разработка нефтяных залежей наиболее совершенными способами, обеспечивающими извлечение подземных запасов нефти в заданные сроки, с минимальными затратами энергии и труда; организация сбора и предварительной обработки (очистки) добытой продукции с наименьшими потерями нефти и газа. Почти вся добываемая в мире нефть извлекается из нефтяных скважин, проходимых бурением с земной поверхности или со дна морских водоемов. Лишь весьма незначительная часть нефти добывается через мелкие скважины , закладываемые в подземных горных выработках. Применительно к неглубоким истощенным залежам, эксплуатация которых с помощью скважин малоэффективна, начинает в единичных случаях использоваться способ открытой разработки нефтяных месторождений. По размерам нефтедобычи Россия находится на одном из первых мест в мире.

Крекинг.

            Крекинг изобрёл русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг-заводах.

            Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и заводов для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Другое и сырьё.

            Слово “крекинг” означает расщепление. На крекинг-заводах углеводороды не перегоняются, а расщепляются. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

            Мазут густ и тяжёл, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда  мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов раздробляется на более мелкие. А из мелких углеводородов как раз и составляются лёгкие нефтяные продукты - бензин, керосин. Мазут – остаток первичной перегонки. На крекинг-заводе он снова подвергается переработке, и из него, так же как из нефти на заводе первичной перегонки, получают бензин, лигроин керосин.

            При первичной перегонки нефть подвергается только физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е. отбираются части её, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по  величине углеводородов. Сами углеводороды остаются при этом неизменёнными. При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы. Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется.

            Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путём на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются. Катализаторы – крупнейшее достижение нефтепереработки.

 На крекинг-установках всех систем получают бензин, лигроин, керосин, соляр и мазут.

 Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина.Переработка нефти.

Основным способом первичной обработки нефти является фракционная перегонка сырой нефти. Это приводит к ее разделению на фракции , кипящие в широком температурном интервале ,а именно:

·        углеводородный газ (пропан, бутан)

·        бензиновая фракция (температура кипения до 200 градусов)

·        керосин (температура кипения 220-275 градусов)

·        газойль или дизельное топливо (температура кипения 200-400 градусов)

·        смазочные масла (температура кипения выше 300 градусов)

·        остаток (мазут)

В состав бензиновой фракции обычно входят петролейный эфир (температура кипения 20-60градусов) и так называемый экстракционный

бензин (температура кипения 60-120 градусов). Фракция, кипящая при температурах от 40- 200 градусов, называется бензином и относится к наиболее ценным нефтепродуктам, поскольку служит топливом для двигателей внутреннего сгорания. В бензине преимущественно содержатся

углеводороды С6--С9 . Керосин, содержащий углеводороды С9--С16 , применяется в небольших отопительных установках, а также  служит топливом  для турбинных двигателей; пиролизуется до низших углеводородов. Газойл, или дизельное топливо, имеет подобное применение, но главным образом, используется, как топливо для дизельных двигателей. Смазочные масла, содержащие углеводороды С20--С50 , очищаются  и применяются в качестве смазочных материалов. Это такие масла, как: цилиндровое, подшипниковое, низкозастывающее, турбинное, компрессорное, автомобильное, авиационное, изоляционное. Применение этих масел связано с их названием. Остаток после перегонки мазут, используется, как топливо

или подвергается вакуумной перегонке, в результате которой получают следующую высококипящую углеводородную фракцию. Остатком является асфальт, служащий для покрытия мостовых и как изоляционный, влагозащитный материал. Точно такое же применение находит природный асфальт, добываемый на о. Тринидад. Основными способами переработки высококипящих  фракций нефтепродуктов, полученных  при перегонке парафинистой и нафтеновой нефти, являются крекинг и ароматизация.

Крекинг  заключается в том, что высшие алканы нагреваются до высоких температур без доступа  кислорода. При этом происходит их расщепление на низшие алканы и алкены. При обычной перегонки нефти удаётся получить не больше 15-20% бензина. Крекинг позволяет повысить кол-во этого топлива в несколько раз. В технике используется 2 вида крекинга - термический и каталитический. Термический крекинг - нагревание нефтепродуктов под давлением при температуре до 400--600 градусов;

этот процесс имеет радикальный механизм; так крекинг мазута и гудрона при 400--500 градусах дает примерно 15% бензина, керосина, солярового масла, крекинг солярового масла и газойля при 500--600 градусах дает до 50% бензина. При термическом крекинге образуется довольно много непредельных соединений, плохо выдерживающих хранение. Поэтому крекинг - бензины часто подвергают дополнительной химической обработке - процессам  гидрирования. Помимо термического крекинга в промышленности широко используется каталитический крекинг, то есть нагревание нефтепродуктов до 300-500 в присутствии катализатора(AlCl3)

и  алюминий силикаты). Этот вид крекинга идет по ионному механизму. При каталическом крекинге получается гораздо меньшее кол-во

непредельных углеводородов, а среди предельных преобладают углеводороды с разветвленным углеродным скелетом молекул. Такие соединения обычно обладают более низкими температурами кипения и являются более ценным топливом для двигателей внутреннего сгорания. Другим способом переработки нефтепродуктов, полученных при перегонке парафинистой и нафтеновой нефти, служат процесс ароматизацией. Большое значение как топливо и химическое сырье имеют попутные газы и газы крекинга нефти. Попутные газы  состоят из пропана и бутанов и выделяются из нефти. Попутные газы и газы крекинга обычно подвергают перегонке, выделяя из них индивидуальные У.В.Пропан - бутановая фракция используется в виде сжиженного газа, как топливо и служит ценным хим. сырьем. Кроме того, пропан и бутан подвергают хлорированию, окислению и др. хим. превращениями, что дает разнообразные хим. реактивы и растворители.На это стоит обратить внимание.

В начале человек не задумывался, что таит в себе интенсивная добыча нефти и газа. Главным было выкачать их как можно больше. Но вот в начале 40-х гг. прошлого столетия появились первые настораживающие симптомы.

            В 1939 г. Жители городов Лос-Анджелес и Лонг-Бич почувствовали довольно сильные сотрясения земной поверхности – началось проседание грунта под месторождением. В сороковые годы интенсивность этого процесса усилилась. В период с1949 до1961 год было зарегистрировано 5 крупных землетрясений. Напуганные этими событиями власти Лонг-Бич прекратили разработку до разрешения возникшей проблемы.

            К 1954 году было доказано, что наиболее эффективным средством борьбы с проседанием является закачка в пласт воды. Это сулило увеличение нефтедобычи. Первый этап работ по заводнению был начат в 1958 году, когда на южном крыле структуры стали закачивать в продуктивный пласт без малого 60 тыс. м3 воды в сутки. Через 10 лет интенсивность закачки возросла в два раза и составила 122 тыс. м3/сутки. Проседание практически прекратилось. Месторождение вновь вступило в эксплуатацию, при этом на каждую тонну нефти приходилось 1600 литров воды.Заключение.

Природное полезное ископаемое - нефть - представляет лишь исходный материал, из которого на заводах и фабриках получают разнообразные вещества, необходимые для развития областей природного хозяйства, а также веществ, применяемых в домашнем обиходе. Нефть ценна не только, как источник энергии, но и в большей степени, как сырье для производства пластических масс, синтетических волокон, каучуков и др.Список используемой литературы.

1."Химический энциклопедический словарь" 1983г.

2. Справочник школьника "Химия"

3."Пособие по химии для поступающих в ВУЗы". Москва:1974г.-382с.

4. "Органическая химия " Й. Пацак, изд-во "Мир"; Москва;1986-366с.

bukvasha.ru

Происхождение нефти

Федеральное агенство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университетКафедра «Геология и геофизика»

Контрольная работа

по дисциплине«Геология нефти и газа и инженерная геология»Выполнил: студент 5 — ФДО — 7 Сапунов В.А.

Проверил: доцент                          Даниелян Б.З. Самара 2009

 

Содержание:Ведение.........................................................................................................3

1.     Теоретическая часть..........................................................................4

а — Происхождение нефти.........................................................................4

б — Состав и свойства нефти …...............................................................9

2.     Расчетная задача................................................................................14

Заключение..................................................................................................15

Список литературы.....................................................................................16Введение.

         Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX – XX вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.

         Считают, что современный термин “нефть” произошел от слова “нафата”, что на языке народов Малой Азии означает просачиваться. Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс. лет до нашей эры.

         Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав “греческого огня”. В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии. В начале XIX века в России, а в середине XIX века в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX века нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

         Современный уровень цивилизации и технологии был бы немыслим без той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть. Сегодня она имеет несколько значений для народного хозяйства страны: сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей, источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут).

         Нефть – наше национальное богатство, источник могущества России, фундамент ее экономики.

Теоретическая часть

Происхождение нефти.

1. Современный взгляд.

Вопросы об исходном веществе, из которого образовалась нефть, о процессах нефтеобразования и формирования нефти в концентрированную залежь, а отдельных залежей в месторождения до сего времени ещё не являются окончательно решёнными. Существует множество мнений как об исходных для нефти веществах, так и о причинах и процессах, обусловливающих её образование. В последние годы благодаря трудам главным образом российских  геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее время установлено, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ.

Наиболее благоприятные условия для формирования нефти – морские, с так называемым некомпенсированным прогибанием. В теплых водах, на дне доисторического моря, веками накапливалась сапропель – глинистая почва, перемешанная с органическими останками умерших рыб, водорослей, моллюсков и прочей живности. В ней шла биохимическая стадия образования нефти.

         Микроорганизмы при ограниченном доступе кислорода перерабатывали белки, углеводы и т.д. При этом образовывался метан, углекислый газ, вода и немного углеводородов. Данная стадия происходила в нескольких метрах от дна моря. Затем осадок уплотнился: произошел диагенез. Вследствие природных процессов дно моря опускалось, а сапропель накрывали материалы, которые из- за природных разрушений или потоками воды сносились с гор. Органика попадала в застойные, бескислородные условия. Когда сапропель опустилась до глубины в 1,5 км, подземная температура достигла 100°C и стала достаточной для нефтеобразования. Начинаются химические реакции между веществами под действием температуры и давления. Сложные вещества разлагаются на более простые. Биохимические процессы затухают. Потом породу должна накрыть соль (в Прикаспийской впадине ее толщина достигает 4 км) или глина. С увеличением глубины растет содержание рассеянной нефти. Так, на глубине до 1,5 км идет газообразование, на интервале 1,5-8,5 км идет образование жидких углеводородов – микронефти – при температуре от 60 до 160°С. А на больших глубинах при температуре 150-200°С образуется метан. По мере уплотнения сапропели микронефть выжимается в вышележащие песчаники. Это процесс первичной миграции. Затем под влиянием различных сил микронефть перемещается вверх по наклону. Это вторичная миграция, которая является периодом формирования самого месторождения.

Весь процесс занимает сотни миллионов лет.2.     Другие теории образования нефти.         Один из первых, кто высказал научно обоснованную концепцию о происхождении нефти, был М.В. Ломоносов. В середине XVIII века в своём тракте «О слоях земных» великий русский учёный писал, что нефть произошла из каменного угля. Исходное вещество было одно: органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть. М.В. Ломоносов первый указал на связь между горючими полезными ископаемыми – углём и нефтью и выдвинул первую в мире гипотезу о происхождении нефти из растительных остатков.

         В XIX в. среди ученых были распространены идеи, близкие к представлениям М.В. Ломоносова. Споры велись главным образом вокруг исходного материала: животные или растения? Немецкие ученые Г. Гефер и К. Энглер в 1888 г. поставили опыты, доказавшие возможность получения нефти из животных организмов. Была произведена перегонка сельдевого жира при температуре 400 °С и давлении 1 МПа. Из 492 кг жира было получено масло, горючие газы, вода, жиры и разные кислоты. Больше всего было отогнано масла (299 кг, или 61 %) плотностью 0,8105 г/см3, состоящего на 9/10 из УВ коричневого цвета.

         Последующей разгонкой из масла получили предельные УВ (от пентана до нонана), парафин, смазочные масла, в состав которых входили олефины и ароматические УВ. Позднее, в 1919 г. академиком Н.Д. Зелинским был осуществлен похожий опыт, но исходным материалом служил органогенный ил преимущественно растительного происхождения (сапропель) из озера Балхаш. При его перегонке были получены: сырая смола – 63,2 %; кокс – 16,0%; газы (метан, оксид углерода, водород, сероводород) – 20,8 %. При последующей переработке смолы из нее извлекли бензин, керосин и тяжелые масла.

         В конце XIX в., когда в астрономии и физике получило развитие применение спектральных методов исследования и в спектрах различных космических тел были обнаружены не только углерод и водород, но и углеводороды, русский геолог Н.А. Соколов выдвинул космическую гипотезу образования нефти. Он предполагал, что когда земля была в огненно-жидком состоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, а впоследствии при остывании выделились на его поверхности. Эта гипотеза не объясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяных месторождений.

         Академик В.И. Вернадский обратил внимание на наличие в нефти азотистых соединений, встречающихся в органическом мире.

         Предшественники академика И.М. Губкина, русские геологи Андрусов и

Михайловский также считали, что на Кавказе нефть образовалась из органического материала. По мнению И.М. Губкина, родина нефти находится в области древних мелководных морей, лагун и заливов. Он считал, что уголь и нефть – члены одного и того же генетического ряда горючих ископаемых.Уголь образуется в болотах и пресноводных водоёмах, как правило, из высших растений. Нефть получается главным образом из низших растений и животных, но в других условиях. Нефть постепенно образовывалась в толще различных по возрасту осадочных пород, начиная от наиболее древних осадочных пород – кембрийских, возникших 600 млн. лет назад, до сравнительно молодых – третичных слоёв, сложившихся 50 млн. лет назад.

         Накопление органического материала для будущего образования нефти происходило в прибрежной полосе, в зоне борьбы между сушей и морем.

         По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктона), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

         И.М. Губкин дал критический анализ проблемы происхождения нефти и разделил органические теории на три группы: теория, где преобладающая роль в образовании нефти отводится погибшим животным; теория, где преобладающая роль отводится погибшим растениям, и, наконец, теория смешанного животно- растительного происхождения нефти.

         Последняя теория, детально разработанная И.М. Губкиным, носит название сапропелитовой от слова “сапропель” – глинистый ил – и является господствующей. В природе широко распространены различные виды сапропелитов. Различие в исходном органическом веществе является одной из причин существующего разнообразия нефтей. Другими причинами являются различие температурных условий вмещающих пород, присутствие катализаторов и др., а также последующие преобразования пород, в которых заключена нефть.

         В СССР были проведены исследования, в результате которых удалось установить роль микроорганизмов в образовании нефти. Т.Л. Гинзбург-

Карагичева, открывшая присутствие в нефти разнообразнейших микроорганизмов, привела в своих исследованиях много новых, интересных сведений. Она установила, что в нефтях, ранее считавшихся ядом для бактерий, на больших глубинах идёт кипучая жизнь, не прекращавшаяся миллионы лет подряд.

         Целый ряд бактерий живёт в нефти и питается ею, меняя, таким образом, химический состав нефти. Академик И.М. Губкин в своей теории нефтеобразования придавал этому открытию большое значение. Гинзбург-

Карагичевой установлено, что бактерии нефтяных пластов превращают различные органические продукты в битуминозные.

         Под действием ряда бактерий происходит разложение органических веществ и выделяется водород, необходимый для превращения органического материала в нефть.Состав нефти.

1. Состав нефти и химические свойства.

         Нефть – это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.

         В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефти состоят главным образом из углерода – 79,5-

87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массы нефти. Кроме них в нефтях присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительных концентрациях в нефтях встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоят нефти. Кислород и азот находятся в нефтях только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

         В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефтей составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. По углеводородному составу все нефти подразделяются на: 1) метаново- нафтеновые, 2) нафтеново-метановые, 3) ароматическо-нафтеновые, 4) нафтеново-ароматические, 5) ароматическо-метановые, 6) метаново- ароматические и 7) метаново-ароматическо-нафтеновые. Первым в этой классификации ставится название углеводорода, содержание которого в составе нефти меньше.         Метановые УВ (алкановые или алканы) химически наиболее устойчивы, они относятся к предельным УВ и имеют формулу Cnh3n+2. Если количество атомов углерода в молекуле колеблется от 1 до 4 (СН4-С4Н10), то УВ представляет собой газ, от 5 до 16 (C5h26-C16h44) то это жидкие УВ, а если оно выше 16. (С17Н36 и т.д.) – твердые (например, парафин).

Нафтеновые (циклановые или алициклические) УВ (Cnh3n) имеют кольчатое строение, поэтому их иногда называют карбоциклическими соединениями. Все связи углерода с водородом здесь также насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами.

         Ароматические УВ, или арены (СnНn), наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Они так и называются – ненасыщенными, или непредельными УВ. Отсюда их неустойчивость в химическом отношении.

         Наряду с углеводородами в нефтях присутствуют химические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч. “гетерос” – другой). В нефтях также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. Большинство из указанных соединений относится к классу сернистых соединений – меркаптанов.Это очень слабые кислоты с неприятным запахом. С металлами они образуют солеобразные соединения – меркаптиды. В нефтях меркаптаны представляют собой соединения, в которых к углеводородным радикалам присоединена группа SH. Метилмеркаптан.

         Меркаптаны разъедают трубы и другое металлическое оборудование буровых установок и промысловых объектов.

         В нефтях так же выделяют неуглеводородные соединения: асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть.         Асфальто-смолистая часть нефтей – это темноокрашенное вещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называется асфальтеном, нерастворившаяся – смолой. В составе смол содержится кислород до 93 % от общего его количества в нефтях.

         Порфирины – особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что они образованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре 200-250оС порфирины разрушаются.

         Сера широко распространена в нефтях и в углеводородном газе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений (сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0,1% до 5%, но бывает и значительно больше. Так, например, в газе Астраханского месторождения содержание Н2S достигает 24 %.

         Зольная часть – остаток, получающийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия.

         Кислород в нефтях встречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%) – Cnh3n-1(COOH), фенолов (не более 1%) –

C6H5OH, а также жирных кислот и их производных – C6H5O6(P). Содержание азота в нефтях не превышает 1%. Основная его масса содержится в смолах.

Содержание смол в нефтях может достигать 60% от массы нефти, асфальтенов –16%.

         Асфальтены представляют собой черное твердое вещество. По составу они сходны со смолами, но характеризуются иными соотношениями элементов. Они отличаются большим содержанием железа, ванадия, никеля и др. Если смолы растворяются в жидких углеводородах всех групп, то асфальтены нерастворимы в метановых углеводородах, частично растворимы в нафтеновых и лучше растворяются в ароматических. В “белых” нефтях смолы содержатся в малых количествах, а асфальтены вообще отсутствуют.

2. Физические свойства.

         Нефть – это вязкая маслянистая жидкость, темно-коричневого или почти черного цвета с характерным запахом, обладающая слабой флюоресценцией, более легкая (плотность 0,73-0,97г/см3), чем вода, почти нерастворимая в ней. Нефть сильно варьирует по плотности (от легкой 0,65-0,70 г/см3, до тяжелой 0,98-1,05 г/см3). Нефть и ее производные обладают наивысшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплоемкость нефти 1,7-2,1 кДж/кг, теплота сгорания нефти – 41 МДж/кг, бензина – 42 МДж/кг. Температура кипения зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С.

         Различные компоненты нефти переходят в газообразное состояние при различной температуре. Легкие нефти кипят при 50–100°С, тяжелые – при температуре более 100°С.

         Различие температур кипения углеводородов используется для разделения нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до 180-200°С выкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200-250°С – лигроиновой, при 250-315°С– керосиново-газойлевой и при 315-350°С – масляной. Остаток представлен гудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входят углеводороды, содержащие 6-10 атомов углерода. Керосиновая фракция состоит из углеводородов с C11-C13, газойлевая – C14-C17.

         Важным является свойство нефтей растворять углеводородные газы. В 1 м3 нефти может раствориться до 400 м3 горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Нефтяные углеводороды растворяются в воде крайне незначительно. Нефти различаются по плотности. Плотность нефти, измеренной при 20°С, отнесенной к плотности воды, измеренной при 4°С, называется относительной. Нефти с относительной плотностью 0,85 называются легкими, с относительной плотностью от 0,85 до0,90 – средними, а с относительной плотностью свыше 0,90 – тяжелыми.

         В тяжелых нефтях содержатся в основном циклические углеводороды. Цвет нефти зависит от ее плотности: светлые нефти обладают меньшей плотностью, чем темные. А чем больше в нефти смол и асфальтенов, тем выше ее плотность. При добыче нефти важно знать ее вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостью называется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению общего потока. У легких нефтей вязкость меньше, чем у тяжелых. При добыче и дальнейшей транспортировке тяжелые нефти подогревают. Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности среды. Большое значение имеет знание поверхностного натяжения нефти. При соприкосновении нефти и воды между ними возникает поверхность типа упругой мембраны.

         Капиллярные явления используются при добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горной породой больше, чем у нефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелких трещин в более крупные. Для увеличения нефтеотдачи пластов используются специальные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Нефти имеют неодинаковые оптические свойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. Это используется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком и имеет высокое удельное сопротивление. На этом основаны электрометрические методы установления в разрезе, вскрытом буровой скважиной, нефтеносных пластов.Расчетная часть

Заключение.         В последние годы (наряду с увеличением выработки топлива и масел) углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья.

Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.

         Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.Список  использованной литературы:1.     Бакиров А.А.  И др. - Геология нефти и газа, М., Недра, 1993 г. с 228.

2.     Бакиров А.А.  И др. - Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа, М. «Высшая школа», 1976, с. 416.

3.     Гаьриэлянц Г.А. - Геология, поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра 200, с. 587.

4.     Леворсен А. - Геология нефти и газа., М., «Мир», 1970, с 640.

5.     Основы геологии горючих ископаемых. М., Недра, 1987, с. 397.

6.     Соколов Б.А. - Эволюция и нефтегазоносность осадочных бассейнов. М., Недра, 1980 г., с. 280.

7.     справочник по геологии нефти и газа. М., Недра, 1984, с. 480.

ua.coolreferat.com