Презентация по дисциплине "Основы нефтегазового дела"

• 1 слайд

  Проблемы поиска нефтяных и газовых месторождений
  

• 2 слайд

  Чтобы с генетических позиций оценить природу углеводородных аномалий в верхних горизонтах осадочного чехла, для теории и практики ГПНГ необходимы сведения о типе и степени изменения ОВ, его нефтегазоматеринском потенциале в зоне поискового геохимического зондирования. Этой же цели служат данные об изотопном составе метана: обнаружение изотопно-тяжелого СН4 в газовых аномалиях ГПНГ может свидетельствовать о миграционном происхождении газов.
  2. Диффузионно-фильтрационного массопереноса углеводородных газов и низкомолекулярных жидких УВ из залежей нефти и газа в перекрывающие их осадочные породы
  [Соколов В.А., 1971]
  Научной основой ГПНГ углеводородных скоплений являются теории:
  1. Осадочно-миграционного происхождения нефти из биоорганического вещества,
  в наиболее законченном
  виде отраженная
  в работах
  Н.Б. Вассоевича.
  

• 3 слайд

• 4 слайд

  1,5…5
  65…150
  > 9
  > 350
  «Газового дыхания»
  Метагенез (метаморфизм)
  7…9
  250…350
  Катагенетическая нижняя, газогенерирующая
  
  поздний
  5…7
  150…250
  
  Катагенетическая,
  нефтегазогенерирующая
  
  средний
  0,5…1,5
  20…65
  Катагенетическая верхняя, газогенерируюшяя
  ранний
  
  Катагенез
  0,1…0,5
  10…20
  Диагенетическая, газогенерирующая
  Диагенез
  Средняя глубина (км) зон генерации в осадочных бассейнах, осушенных или покрытых мелководными морями
  Температура
  
  ºС
  Зона генерации УВ и масштабы их генерации
  Стадии и подстадии литогенеза
  Катагенез
  Стадии
  формирования
  нефти
  Подгото-
  вительная
  Главная
  Затухающая
  Схема генерации нефти и газа из ОВ на стадиях диагенеза и катагенеза
  (по Н.Б. Вассоевичу, С.Г. Неручеву [1]).
  Газообразные углеводороды
  Жидкие углеводороды
  В процессе преобразования органического вещества при погружении его на глубину выделяют три основные фазы (стадии и зоны):
  Первая фаза – подготовительная стадия нефтеобразования – газогенерирующая зона, соответствующая диагенезу и раннему катагенезу,
  Вторая фаза – главная стадия нефтеобразования - нефтегазогенерирующая зона, отвечающая начальному этапу среднего катагенеза;
  Третья фаза – затухающая стадия нефтеобразования - нижняя газогенерирующая зона, соответствующая позднему катагенезу (МК4-АК2).
  1. Осадочно-миграционная теория происхождения нефти из ОВ
  

• 5 слайд

  В позднем диагенезе в результате процессов
  конденсации,
  дезаминирования,
  восстановления,
  циклизации и
  полимеризации образуются геополимеры (азотсодержащие и гуминовые комплексы).
  Диагенез осажденного органического вещества завершается на глубине, для которой характерны снижение количества извлекаемых гумусовых кислот до минимального уровня и удаление большей части карбоксильных групп.
  Это явление фиксируется на границе перехода бурых углей в каменные при отражательной способности витренита, равной 0,5 %.
  Изменение органического вещества, по Дж. Ханту
  Микробное разложение, гидролиз
  Биополимеры
  Углеводы, белки,
  липиды, лигнин
  Биомономеры
  Сахара, аминокислоты,
  жирные кислоты, фенолы
  Геополимеры
  Азотсодержащие
  и гуминовые комплексы
  Геомономеры
  Углеводороды и низкомолекуляр-
  ные органические соединения
  Конечные
  продукты
  Газ и пиробитумы
  200 ºС
  50 ºС
  Конденсация, дезаминирование,
  восстановление, циклизация, полимеризация
  Термокаталитический крекинг, декарбоксилирование,
  диспропорционирование водорода
  Термический крекинг
  Диагенез
  ранний
  Ката-
  генез
  Мета-
  морфизм
  Диагенез
  поздний
  

• 6 слайд

  1 фаза - газогенерирующая
  (отвечает диагенезу и протокатагенезу – градации Дг-ПК, степени преобразования ОВ от торфов до мягких, матовых и блестящих углей).
  Трансформация ОВ в диагенезе происходит с большой потерей первоначальной массы и сопровождается генерацией газов биохимического происхождения: CH4, CO2, N2, микрокомпонентами являются H2, CO2, NH3, H2O, N2O, органические вещества. В морских субаквальных обстановках – еще и Н3 и H2S.
  Торф
  Протокатагенез - ПК
  Матовый – Б2
  Блестящий – Б3
  Длинно-
  пламенный – Б
  Газовый - Г
  Коксовый - К
  Жирный - Ж
  Отощенно-спека-ющийся - ОС
  Полуантрацит - ПА
  Тощий - Т
  Антрацит - А
  Мягкий – Б1
  М е з о к а т а г е н е з - МК
  А п о к а т а г е н е з - АК
  0,2
  1-3
  2-6
  3-9
  4-12
  5-15
  Глубина, м
  Градация
  Стадия
  литогенеза
  Шкала
  углефикации
  (Донбасс)
  Количество нефти и УВГ,
  образуемых ОВ
  (% содержания ОВ на ПК2)
  0,4
  0,5
  0,8 %
  НЕФТЬ
  ТУВ
  Главная зона
  газообразования
  ГЗГ
  СН4
  Главная зона
  нефтеобразования
  ГЗН
  Диагенез
  ДГ
  ПК1
  ПК2
  ПК3
  МК1
  МК2
  МК3
  МК4
  МК5
  АК1
  АК2
  АК3
  АК4
  Из УВ образуется преимущественно метан (гомологи метана либо отсутствуют, либо фиксируются в незначительных концентрациях) в количестве до 5 % от общей массы ОВ. Он имеет характерный легкий изотопный состав: δ13С от -50 до -90 ‰.
  Для нефтеобразования эта фаза является подготовительной, фазой еще не созревшей микронефти
  

• 7 слайд

  2 фаза – главная фаза нефтегазогенерирующая – главная фаза нефтеобразования (зона среднего катагенеза, отвечает этапам длиннопламенных, газовых и жирных углей градации МК1-МК3).
  Содержание микронефти в породах возрастает в несколько раз за счет обогащения ранее почти отсутствующими легкими углеводородами и резко усиливается ее эмиграция.
  Происходит существенное преобразование молекулярной структуры ОВ с образованием значительного количества продуктов:
  а) газообразных (CO2, CH4, NH3, N2, H2S);
  б) жидких (H2O, нефтяные углеводороды)
  Торф
  Протокатагенез - ПК
  Матовый – Б2
  Блестящий – Б3
  Длинно-
  пламенный – Б
  Газовый - Г
  Коксовый - К
  Жирный - Ж
  Отощенно-спека-ющийся - ОС
  Полуантрацит - ПА
  Тощий - Т
  Антрацит - А
  Мягкий – Б1
  М е з о к а т а г е н е з - МК
  А п о к а т а г е н е з - АК
  0,2
  1-3
  2-6
  3-9
  4-12
  5-15
  Глубина, м
  Градация
  Стадия
  литогенеза
  Шкала
  углефикации
  (Донбасс)
  Количество нефти и УВГ,
  образуемых ОВ
  (% содержания ОВ на ПК2)
  0,4
  0,5
  0,8 %
  НЕФТЬ
  ТУВ
  Главная зона
  газообразования
  ГЗГ
  СН4
  Главная зона
  нефте-
  образования
  
  ГЗН
  Диагенез
  ДГ
  ПК1
  ПК2
  ПК3
  МК1
  МК2
  МК3
  МК4
  МК5
  АК1
  АК2
  АК3
  АК4
  Рождается, отрываясь от материнской породы, собственно нефть. Этому сопутствует широкое развитие процесса газообразования с характерным высоким содержанием тяжелых газообразных УВ с изотопно относительно тяжелым метаном – δ13С от -37 до -45 ‰.
  

• 8 слайд

  2 фаза – главная фаза нефтегазогенерирующая – главная фаза нефтеобразования (зона среднего катагенеза, отвечает этапам длиннопламенных, газовых и жирных углей градации МК1-МК3).
  Образование газообразных и жидких продуктов из твердого керогена происходит со значительным увеличением объема вещества (в 2-3 раза в пластовых условиях и в сотни раз – в нормальных). Это приводит в зонах интенсивного нефтегазообразования к временному:
  разуплотнению пород,
  повышению пористости,
  возникновению АВД – до 100-200 атм выше нормального гидростатического.
  Торф
  Протокатагенез - ПК
  Матовый – Б2
  Блестящий – Б3
  Длинно-
  пламенный – Б
  Газовый - Г
  Коксовый - К
  Жирный - Ж
  Отощенно-спека-ющийся - ОС
  Полуантрацит - ПА
  Тощий - Т
  Антрацит - А
  Мягкий – Б1
  М е з о к а т а г е н е з - МК
  А п о к а т а г е н е з - АК
  0,2
  1-3
  2-6
  3-9
  4-12
  5-15
  Глубина, м
  Градация
  Стадия
  литогенеза
  Шкала
  углефикации
  (Донбасс)
  Количество нефти и УВГ,
  образуемых ОВ
  (% содержания ОВ на ПК2)
  0,4
  0,5
  0,8 %
  НЕФТЬ
  ТУВ
  Главная зона
  газообразования
  ГЗГ
  СН4
  Главная зона
  нефтеобразования
  ГЗН
  Диагенез
  ДГ
  ПК1
  ПК2
  ПК3
  МК1
  МК2
  МК3
  МК4
  МК5
  АК1
  АК2
  АК3
  АК4
  В дальнейшем при превышении давления выше критического происходят:
  флюидоразрыв пород,
  раскрытие системы трещин,
  выброс сжатых флюидов
  уплотнение пород до нормального уровня [2].
  

• 9 слайд

  3 фаза – главная фаза газообразования
  (развивается в жестких термобарических условиях, характерных для среднего и позднего катагенеза - градации МК4-АК2 - коксовые, отощенно-спекающиеся, тощие угли и полуантрациты)
  Отличается тем, что ОВ генерирует газоконденсат и газ.
  В конце этой фазы образуется главным образом метан, но в отличие от ГФН он имеет еще более тяжелый изотопный состав –
  δ13С от -30 до -36 ‰.
  
  Для нефтеобразования эта фаза является затухающей
  Торф
  Протокатагенез - ПК
  Матовый – Б2
  Блестящий – Б3
  Длинно-
  пламенный – Б
  Газовый - Г
  Коксовый - К
  Жирный - Ж
  Отощенно-спека-ющийся - ОС
  Полуантрацит - ПА
  Тощий - Т
  Антрацит - А
  Мягкий – Б1
  М е з о к а т а г е н е з - МК
  А п о к а т а г е н е з - АК
  0,2
  1-3
  2-6
  3-9
  4-12
  5-15
  Глубина, м
  Градация
  Стадия
  литогенеза
  Шкала
  углефикации
  (Донбасс)
  Количество нефти и УВГ,
  образуемых ОВ
  (% содержания ОВ на ПК2)
  0,4
  0,5
  0,8 %
  НЕФТЬ
  ТУВ
  Главная зона
  газообразования
  ГЗГ
  СН4
  Главная зона
  нефтеобразования
  ГЗН
  Диагенез
  ДГ
  ПК1
  ПК2
  ПК3
  МК1
  МК2
  МК3
  МК4
  МК5
  АК1
  АК2
  АК3
  АК4
  

• 10 слайд

  Теория диффузионно-фильтрационного массопереноса углеводородных газов и низкомолекулярных жидких УВ из залежей нефти и газа в перекрывающие их осадочные породы
  Вертикальная миграция УВ представляет собой сложный, поддающийся весьма приближенному анализу процесс, осуществляющийся путем диффузии и фильтрации.
  Газовая диффузия – единственный миграционный процесс, который протекает во всем объеме перекрытий и образует поэтому непрерывные пространственные ореолы непосредственно над залежами.
  Исследования П.Л. Антонова, И.С. Старобинца, В.Н. Литвиновой и др., показали, что в осадочных толщах нефтегазоносных бассейнов имеет место молекулярный перенос массы, который подчиняется законам диффузии.
  

• 11 слайд

  Фильтрация интенсивно проявляется по системе трещин и каналов в зонах тектонических нарушений. Повышенная тектоническая активность объекта усиливает этот процесс. Реальность таких явлений подтверждается частым наличием газовых аномалий над месторождениями в неглубоко залегающих представительных горизонтах надпродуктивных отложений и подпочвенных образований в зонах распространения тектонических нарушений и на участках повышенной трещиноватости пород.
  Миграция УВ, особенно газообразных, посредством фильтрации является важнейшим фактором образования аномалий УВ в породах надпродуктивных отложений. Миграция происходит путем прорыва УВ через породы-покрышки и носит струйный характер.
  

• 12 слайд

  Органическое вещество
  сапропелевое гумусовое
  Диагенез
  Катагенез
  Метаморфизм
  100
  Относительный выход газа из ОВ
  тонкозернистых отложений
  Кривая образования газа в осадочном бассейне
  в зависимости от глубины, по Дж. Ханту
  Процесс образования газа на стадиях литогенеза происходит в осадочном процессе с увеличением его относительного выхода по мере погружения осадков.
  Вне зависимости от генетической природы органического вещества (гумусовое и сапропелевое) на ранней стадии диагенеза образуются метановые углеводороды нормального строения.
  В дальнейшем по мере погружения на глубину и увеличения температуры и давления:
  в позднем диагенезе генерируется углекислый газ;
  в катагенезе – азот, метан и его гомологи, и в конечном итоге – сероводород.