Геология и геохимия нефти и газа

ГЕОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА

 

Учебно-методическое пособие

 

 

специальность 020301 (011100) – геология

 

 

ВОРОНЕЖ

 

Утверждено научно-методическим советом геологического факультета (29 декабря 2005 г., протокол № 2)

 

Составители: Дмитриев Д.А., Плаксенко А.Н.,

 

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре исторической геологии и палеонтологии геологического факультета Воронежского государственного университета.

Рекомендуется для студентов IV курса специальности 020301 (011100) “Геология” по курсу Геология и геохимия нефти и газа.

 

Введение

Нефть и газ являются ценнейшими полезными ископаемыми России. В пределах нашей страны располагаются различные типы нефтегазоносных территорий и несмотря на то, что изучение проявлений углеводородов ведется достаточное количество времени, ни один из нефтегазоносных регионов нельзя считать полностью разведанным.

Изучение перспектив нефтегазоносности проводится на основе построения карт, разрезов, профилей и других графических материалов, комплексный анализ которых должен дать представление о геологическом строении изучаемой территории и ее нефтегазоносности.

Методический материал изложен с привлечением базовых терминов и понятий, что упрощает выполнение лабораторных работ и дает возможность использования теоретических основ для приобретения практических навыков и умений, необходимых для оценки перспектив изучаемых территорий на углеводородное сырье. Все задания сопровождаются краткими объяснениями и подробными методическими рекомендациями к их выполнению, а также приведены основные схемы построения структурных карт. Для более глубокого понимания материала и облегчения формулировки обоснованных выводов по объекту исследования студенту предложен перечень контрольных вопросов по каждой теме.

Лабораторные занятия данного курса посвящены изучению, на конкретных примерах, геологического строения нефтяных и газовых месторождений различных структурно-генетических типов и включают в себя следующие основные задачи:

- раскрыть практическое содержание понятий: породы-коллектора, природные резервуары, флюидоупоры, ловушки, залежи;

- освоить принципы построения структурных карт, разрезов и профилей различных типов залежей и месторождений нефти и газа;

- получить навыки графического отображения залежей с помощью карт и профильных разрезов по скважинам;

- ознакомление с нефтегазоносными провинциями России;

- научиться размещать поисковые скважины нефтегазоносных месторождений различного типа;

При выполнении лабораторных работ помимо лекционного материала рекомендуется пользоваться учебными пособиями, список которых приведен в конце.

Общие требования, предъявляемые к выполнению и оформлению лабораторных работ:

Все графические построения выполняются в карандаше на листе миллиметровой бумаги и сопровождаются соответствующими условными обозначениями (рекомендуемые условные обозначения приведены в приложении 1). Выполненные задания (карты и разрезы) подписываются: в правом нижнем углу листа миллиметровки, указываются фамилия студента, курс и номер группы. Форма контроля сдачи лабораторных работ - устный ответ в виде беседы с преподавателем.

 

Месторождения нефти и газа

Месторождение нефти и (или) газа – разведанный участок земной коры, заключающий совокупность залежей (одиночную залежь) нефти или газа в ловушках (ловушке), формирование которых обусловлено генезисом и строением этого участка.

С точки зрения разведки и разработки можно дать другое определение: месторождение – это отдельная залежь или группа залежей, имеющих в проекции на земную поверхность полное или частичное перекрытие своих контуров нефтегазоносности.

Месторождения нефти и газа приурочены к структурно-приподнятым участкам, таким как антиклинали, но в региональном плане большинство месторождений располагается в крупных впадинах, так называемых осадочных бассейнах, куда за геологическое время вносятся большие объемы песков, глин и карбонатных осадков.

Существует несколько различных классификаций месторождений нефти и газа: по запасам углеводородного сырья, по числу залежей, по генезису и морфологии структурных форм, с которыми они связаны, по фазовому составу флюидов, по геотектоническому положению и др.

По величине запасов нефти и газа месторождения можно подразделить на мелкие, средние, крупные и уникальные (табл. 4).

 

Таблица 4

Лабораторные работы

 

Задание 1

Построение геологического профиля газовой залежи

Исходные данные: структурная карта газовой залежи Пахромского месторождения.

Значения необходимые для построения профиля газовой залежи:

1) горизонтальный масштаб увеличить в два раза относительно схемы-бланковки; 2) вертикальный масштаб 1:2500; 3) линия разреза соответствует абсолютной отметке -1300 м. 4) коллектор – песчаники, мощностью 50 м; 5) флюидоупор – глины, мощностью 25 м; 5) подстилающие породы – алевриты, мощностью 50 м.

Цель: построить профиль газовой залежи, на основании полученного профиля охарактеризовать данную залежь.

Порядок выполнения задания: 1) с помощью схемы-бланковки газовой залежи, используя все имеющиеся сведения о глубине залегания залежи, литологическом составе и мощности пород коллекторов, а также пород-покрышек и подстилающих пород, построить геологический профиль газовой залежи; 2) на основании полученного профиля определить класс, группу и подгруппу; 3) дать подробную характеристику типа залежи.

 

Задание 2

Построение геологического профиля газонефтяной залежи

Исходные данные: структурная карта газонефтяной залежи Уфимского месторождения.

Значения необходимые для построения профиля газонефтяной залежи:

1) горизонтальный масштаб увеличить в два раза относительно схемы-бланковки; 2) вертикальный масштаб 1:2000; 3) линия разреза соответствует абсолютной отметке -450 м; 4) коллектор – известняк, мощностью 40 м; 5) флюидоупор – глины, мощностью 10 м; 6) над глиняной покрышкой залегает толща доломитизированных известняков, мощностью 25 м; 7) подстилающие породы – глинистые известняки, мощностью 30 м.

Цель: построить профиль газонефтяной залежи, дать подробную характеристику залежи.

Порядок выполнения работы: 1) используя схему-бланковку нарисовать геологический профиль газонефтяной залежи, опираясь на приведенные выше значения обязательные для построения; 2) определить класс, группу и подгруппу; 3) определить отметки ВНК и ГНК (обозначить на профиле соответствующие значения); 4) на основании полученного профиля охарактеризовать данную залежь.

 

Задание 3

Построение геологического профиля нефтяной залежи

Исходные данные: структурная карта нефтяной залежи пашийского горизонта.

Значения необходимые для построения профиля нефтяной залежи:

1) горизонтальный масштаб увеличить в два раза относительно схемы-бланковки; 2) вертикальный масштаб 1:400; 3) линия разреза соответствует абсолютной отметке -1656 м; 4) коллектор представлен переслаиванием известняков и доломитов (мощность прослоев 5 м), общая мощность - 20 м; 5) покрышка – глинистые алевриты, мощностью 2м; 6) подпокрышки – алевролиты, мощностью 2 м; 7) подстилающие породы – гравийный песчаник, мощность 10 м.

Цель: построить профиль нефтяной залежи, дать подробную характеристику типа залежи и ее параметров.

Порядок выполнения задания: 1) с помощью схемы-бланковки нефтяной залежи, используя все имеющиеся сведения по пробуренным скважинам, построить геологический профиль нефтяной залежи; 2) определить класс, группу и подгруппу залежи; 3) на основании полученного профиля охарактеризовать тип данной залежи; 4) охарактеризовать следующие параметры: тип природного резервуара, генезис ловушки, форму ловушки, морфологический тип ловушки.

 

Задание 4

Составление структурной карты рифовой залежи

методом профилей

Исходные данные: схема–бланковка нефтегазового месторождения с вынесенными скважинами и проведенными профилями; таблица с абсолютными отметками кровли продуктивного горизонта.

Цель: освоить метод профилей при составлении структурной карты; используя полученную карту оконтурить область распространения нефтяной залежи.

Порядок выполнения работы: 1) на схеме-бланковке к скважинам из таблицы снести абсолютные отметки кровли продуктивного горизонта (табл. 7); 2) на миллиметровке построить шесть профилей с глубинами от 0

Таблица 7

№№ скв.	Абсолютные отметки кровли продуктивного горизонта	№№ скв.	Абсолютные отметки кровли продуктивного горизонта	№№ скв.	Абсолютные отметки кровли продуктивного горизонта
	-725		-680		-380
	-295		-85		-530
	-368		-430		-450
	-800		-770		-690
	-775		-800		-790
	-490		-730		-380
	-730		-750		-770
	-400		-720		-540
	-500		-210		-730

до 900 м, вертикальный масштаб 1:20000 м; 3) на профиле VI-VI воспользоваться методом треугольника; 4) по полученным результатам нарисовать структурную карту; 5) на структурной карте штриховкой выделить область развития нефтяной залежи (водо-нефтяной контакт равен -400 м).

 

 

Задание 5

Построение геологического профиля газонефтяной и газовой залежи

Исходные данные: структурные карты газонефтяной залежи евлановско-ливенского горизонта и газовой залежи воронежского горизонта.

Значения необходимые для построения профиля через линию I-I газонефтяной и газовой залежи:

1) линия разреза соответствует абсолютной отметке – -1860 м; 2) горизонтальный масштаб берется со схемы-бланковки 1:1; 3) вертикальный масштаб 1:2000; 4) коллектор для газонефтяной залежи – известняк; 5) покрышка - глинистый алеврит, мощность 10 м; 6) коллектор для газовой залежи – доломитизированный известняк мощностью 20 м. Покрышка – глины, мощность 5 м; 6) подстилающие породы – мергели, мощностью 25 м.

Цель: построить профиль газонефтяной и газовой залежи, охарактеризовать типы залежей.

Порядок выполнения задания: 1) с помощью схемы-бланковки газонефтяной и газовой залежи, используя все имеющиеся сведения о глубине залегания залежи, литологическом составе и мощности пород коллекторов, а также пород-покрышек и подстилающих пород, построить геологический профиль газонефтяной и газовой залежи; 2) определить мощность коллектора для газонефтяной залежи; 3) на основании полученного профиля охарактеризовать залежи данного месторождения.

 

Задание 6

Построение структурной карты нефтегазоносной залежи

методом схождения

Исходные данные: схема-бланковка нефтяного месторождения с вынесенными скважинами и абсолютными отметками кровли пласта эйфельского яруса, структурная карта пласта фаменского яруса нефтяной залежи.

Цель: овладеть методом схождения при построении структурной карты; используя полученную структурную карту, определить область распространения нефтяной залежи.

Порядок выполнения работы: 1) на схеме-бланковке построить карту изохор с сечением 20 м; 2) совместить структурную карту с картой изохор; 3) определить абсолютные отметки нижнего слабоизученного пласта; 4) построить структурную карту нижнего пласта; 5) установить границы распространения нефтяной залежи (на структурной карте изобразить штриховкой).

При построении структурной карты и карты изохор необходимо пользоваться методом треугольников.

 

Задание 7

Построение геологического профиля нефтяной залежи, осложненной тектоническими нарушениями

Исходные данные: структурная карта нефтяной залежи нижнепермских отложений.

Значения необходимые для построения профиля нефтяной залежи:

1) горизонтальный масштаб увеличить в два раза относительно схемы-бланковки; 2) вертикальный масштаб 1:4000; 3) линия разреза соответствует абсолютной отметке -1640 м; 4) коллектор – доломитизированный известняк, мощностью 200 м; 5) покрышка – глинистый алеврит, мощностью 40 м; 6) подстилающие породы – переслаивание глин и алевритов (мощность прослоев 20м), общая мощность - 80 м.

Цель: построить профиль нефтяной залежи, дать подробную характеристику типа залежи и ее параметров.

Порядок выполнения задания: 1) с помощью схемы-бланковки нефтяной залежи, используя все имеющиеся сведения по пробуренным скважинам, построить геологический профиль нефтяной залежи; 2) определить класс, группу и подгруппу залежи; 3) на основании полученного профиля охарактеризовать тип данной залежи.

 

Задание 8

Нефтегазогеологическое районирование России

Исходные данные: карта-бланковка территории России масштаба 1:25000000; нефтегазоносные провинции России: I – Тимано-Печерская, II – Волго-Уральская, III – Прикаспийская, VI – Северо-Кавказская, V – Западно-Сибирская, VI – Енисейско-Хатангская (Анабарская), VII – Лено-Тунгусская, VIII – Лено-Вилюйская, IX – Охотская, X – Баренцево-Карская, XI – Восточно-Арктическая, XII – Притихоокеанская.

Цель: изучить и охарактеризовать нефтегазоносные провинции России.

Порядок выполнения задания:

1) на карте – бланковке нанести границы основных нефтегазоносных провинций России приуроченных к крупным геотектоническим структурам; 2) на основании литературных данных дать краткую структурно-формационную характеристику конкретной нефтегазоносной провинции.

Каждому студенту дается индивидуальное задание по одной нефтегазоносной провинции, выбранной из предложенного перечня на усмотрение преподавателя.

 

Задание 9

Районирование угольных бассейнов России

Исходные данные: карта-бланковка территории России масштаба 1:25000000; угольные бассейны России: I – Подмосковный, II – Тунгусский, III – Кузнецкий, IV – Печорский, V – Иркутский, VI – Уральский, VII Таймырский, VIII – Ленский, IX – Южно-Якутский, X – Зырянский, XI – Западно-Сибирский.

Цель: изучить и охарактеризовать угольные бассейны России.

Порядок выполнения задания:

1) на карте – бланковке нанести границы основных угольных бассейнов России; 2) на основании литературных данных дать краткую структурно-формационную характеристику конкретного угольного бассейна.

Каждому студенту дается индивидуальное задание по одному угольному бассейну, выбранному из предложенного перечня на усмотрение преподавателя.

Контрольные вопросы:

 

Что такое каустобиолиты?

Каков химический состав нефтей?

Каков химический состав газов?

Как с изменением количества атомов углерода в молекуле метановых углеводородов изменяется их физическое состояние?

Дайте определение понятиям – пористость и проницаемость.

У пород-коллекторов, обладающих постоянной пористостью, может наблюдаться возрастание проницаемости. При каких условиях это возможно?

Как может изменяться пористость и проницаемость при цементации пород? Приведите пример.

От чего зависит величина пористости гранулярных коллекторов?

Что такое газогидраты, и при каких условиях они образуются? Какие газы образуют газогидратную форму, а какие – нет?

Чем отличаются пластичные флюидоупоры (покрышки) от плотностных?

В каких случаях понятия “резервуар” и “ловушка” пространственно совпадают?

В чём отличие друг от друга (включая гидродинамический режим) пластовых, массивных и литологически ограниченных резервуаров?

Чем пространственно отличается форма залежи массивной от
пластово – сводовой?

Перечислите четыре основных типа ловушек нефти и газа.

Какие типы залежей и почему могут быть обнаружены на месторождениях, приуроченных к конседиментационным антиклиналям?

Различаются ли коллекторские свойства нефтяных и газовых залежей?

Различаются ли свойства флюидоупоров для нефтяных и газовых залежей?

Как объяснить тот факт, что, несмотря на большую пористость, глины являются практически непроницаемыми?

Каковы закономерности изменения коллекторских свойств пород с увеличением глубины залегания?

Что такое вторичная пористость? При каких условиях она наблюдается? Какие породы более подвержены вторичным преобразованиям?

Могут ли флюидоупоры терять свои экранирующие способности? Обоснуйте ответ.

Одинакова ли эффективность глинистых покрышек для нефти и для газа? Поясните ответ.

Возможно ли превращение флюидоупора в коллектор и наоборот? Обоснуйте ответ.

Как меняются экранирующие свойства глинистых и эвапоритовых толщ с глубиной?

Какие факторы могут препятствовать перемещению флюидов помимо наличия покрышек?

Существует ли принципиальное отличие между понятиями “коллекторы” и “природные резервуары”?

В чем заключается различие понятий “залежь” и “месторождение”?

В чём различие понятий “нефтегазоматеринские”, “нефтегазопроизводящие” и “нефтегазопроизводившие свиты”?

Назовите причины, приводящие к разрушению залежей нефти и газа.

Влияют ли температурные условия на состав нефтей? Приведите пример.

Совпадают ли по смыслу понятия “нефтегазоносный бассейн” и “нефтегазоносная провинция”? Поясните ответ.

В чем заключается различие понятий “этапность” и “стадийность” развития нефтегазоносного бассейна?

Какова основная задача нефтегазогеологического районирования?

Назовите основные признаки по которым классифицируются нефтегазоносные территории?

 

Литература

 

1. Алешечкин О.И. Графические построения по данным бурения нефтяных и газовых скважин / О.И. Алешечкин, А.Т. Колотухин. – Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1982. – 164с.

2. Атлас месторождений нефти и газа нефтегазоносных бассейнов территории РСФСР, УССР и Казахской ССР/ Под ред. А.Г. Алексина, В.Я. Ратнера. – Л.: Недра, 1967. – 104 с.

3. Бакиров А.А. Геологические основы прогнозирования нефтегазоносности недр / А.А. Бакиров. - М.: Недра, 1973. – 344 с.

4. Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа / А.А. Бакиров [и др.]. - М.: Высш. шк., 1987. – 384 с.

5. Бека К. Геология нефти и газа / К. Бека, И.В. Высоцкий. - М.: Недра, 1976. – 592 с.

6. Высоцкий И.В. Формирование нефтяных, газовых и конденсатногазовых месторождений / И.В. Высоцкий, В.И. Высоцкий. - М.: Недра, 1986. – 226с.

7. Геология и геохимия нефти и газа / А.А. Бакиров [и др.]. – М.: Недра, 1982. – 286 с.

8. Геология и геохимия нефти и газа / А.А. Бакиров [и др.]. – М.: Недра, 1993. – 288 с.

9. Геология и геохимия нефти и газа / О.К. Баженова [и др.]. - М.: Изд-во МГУ, 2004. – 415 с.

10. Нефтегазоносность России / К.А. Клещев [и др.]. - М.: ВНИГНИ, 1997. – 123 с.

11. Еременко Н.А. Геохимия нефти и газа на рубеже веков / Н.А. Еременко, Г. Чилингар. - М.: Наука, 1996. – 227 с.

12. Нефтегазоносные провинции и области СССР / А.А. Бакиров [и др.]. – М.: Недра, 1979. – 456 с.

13. Оленин В.Б. Нефтегеологическое районирование по геологическому принципу / В.Б. Оленин. - М.: Недра, 1977. – 224 с.

14. Основы геологии горючих ископаемых / В.В. Семенович [и др.]. – М.: Недра, 1987. – 396 с.

15. Серегин А.М. Основы региональной нефтегазоносности СССР / А.М. Серегин, Б.А. Соколов, Ю.К. Бурлин. - М.: Изд-во МГУ, 1977. – 224 с.

16. Структурные и историко-генетические построения при поисках нефти и газа / Б.А. Соколов [и др.]. – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 176 с.

17. Тиссо Б. Образование и распространение нефти / Б. Тиссо, Д. Вельте. -
М.: Мир, 1981. – 501 с.

18. Хаин В.Е. Нефть: условия залегания в природе и происхождение / В.Е. Хаин // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - Т.7. №7. - С. 75-82.

19. Хант Дж. Геохимия и геология нефти и газа / Дж. Хант; под ред. Н.Б. Вассоевича, А.Я. Архипова. - М.: Мир, 1982. – 703 с.

20. Хэлбути М. Геология гигантских месторождений нефти и газа / М. Хэлбути. – М.: Мир, 1973. – 440 с.

 

Приложение 1

Условные обозначения для изображения литологического состава пород

 

 

 

1 - пески крупно-, грубозернистые; 2 - пески среднезернистые; 3 - пески мелкозернистые; 4 - алеврит; 5 - брекчия; 6 - галечник; 7 - гравий; 8 - песчаник крупно-, грубозернистый; 9 - песчаник среднезернистый; 10 - песчаник мелкозернистый; 11 - гравелит; 12 - алевролит; 13 - глина; 14 - глина доломитизированная; 15 - глина известковистая; 16 - аргиллит; 17 - известняк; 18 - доломит; 19 - известняк доломитизированный; 20 - мел; 21 - мергель; 22 - мергель глинистый; 23 - ангидрит; 24 - гипс; 25 - нефть; 26 - газ.

 

Составители: Дмитриев Дмитрий Анатольевич,

Плаксенко Александр Николаевич

Редактор Тихомирова О.А.

 

ГЕОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА

 

Учебно-методическое пособие

 

 

специальность 020301 (011100) – геология

 

 

ВОРОНЕЖ

 

Утверждено научно-методическим советом геологического факультета (29 декабря 2005 г., протокол № 2)

 

Составители: Дмитриев Д.А., Плаксенко А.Н.,

 

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре исторической геологии и палеонтологии геологического факультета Воронежского государственного университета.

Рекомендуется для студентов IV курса специальности 020301 (011100) “Геология” по курсу Геология и геохимия нефти и газа.

 

Введение

Нефть и газ являются ценнейшими полезными ископаемыми России. В пределах нашей страны располагаются различные типы нефтегазоносных территорий и несмотря на то, что изучение проявлений углеводородов ведется достаточное количество времени, ни один из нефтегазоносных регионов нельзя считать полностью разведанным.

Изучение перспектив нефтегазоносности проводится на основе построения карт, разрезов, профилей и других графических материалов, комплексный анализ которых должен дать представление о геологическом строении изучаемой территории и ее нефтегазоносности.

Методический материал изложен с привлечением базовых терминов и понятий, что упрощает выполнение лабораторных работ и дает возможность использования теоретических основ для приобретения практических навыков и умений, необходимых для оценки перспектив изучаемых территорий на углеводородное сырье. Все задания сопровождаются краткими объяснениями и подробными методическими рекомендациями к их выполнению, а также приведены основные схемы построения структурных карт. Для более глубокого понимания материала и облегчения формулировки обоснованных выводов по объекту исследования студенту предложен перечень контрольных вопросов по каждой теме.

Лабораторные занятия данного курса посвящены изучению, на конкретных примерах, геологического строения нефтяных и газовых месторождений различных структурно-генетических типов и включают в себя следующие основные задачи:

- раскрыть практическое содержание понятий: породы-коллектора, природные резервуары, флюидоупоры, ловушки, залежи;

- освоить принципы построения структурных карт, разрезов и профилей различных типов залежей и месторождений нефти и газа;

- получить навыки графического отображения залежей с помощью карт и профильных разрезов по скважинам;

- ознакомление с нефтегазоносными провинциями России;

- научиться размещать поисковые скважины нефтегазоносных месторождений различного типа;

При выполнении лабораторных работ помимо лекционного материала рекомендуется пользоваться учебными пособиями, список которых приведен в конце.

Общие требования, предъявляемые к выполнению и оформлению лабораторных работ:

Все графические построения выполняются в карандаше на листе миллиметровой бумаги и сопровождаются соответствующими условными обозначениями (рекомендуемые условные обозначения приведены в приложении 1). Выполненные задания (карты и разрезы) подписываются: в правом нижнем углу листа миллиметровки, указываются фамилия студента, курс и номер группы. Форма контроля сдачи лабораторных работ - устный ответ в виде беседы с преподавателем.