ВВЕДЕНИЕ В Г ЕОХИМИЮ НЕФТИ И ГАЗА Специальность: 05.03.01 Геология Профиль:

геохимия горючих ископаемых

Кафедра геологии месторождений нефти и газа
Курс 2, семестр

3-4

Преподаватели:
к.г.-м.н. Любовь Сергеевна Борисова
к.г.-м.н. Елена Анатольевна Фурсенко

работы и практические занятия

Контроль и оценка качества освоения дисциплины
3 семестр:

оценка «зачет»
4 семестр:
курсовая работа, оценивается по пятибалльной системе;
устный экзамен по билетам, оценивается по пятибалльной системе
Билеты включают 3 вопроса:
введение или химия ЖВ;
химия нефтей и битумоидов ОВ;
методы исследования нефтей и ОВ).

исследования как основы для установления генезиса и геохимической истории углеводородных

флюидов.

Основные задачи курса - ознакомление:
с основами химии живого вещества;
с особенностями состава и структуры нафтидов;
с наиболее известными классификациями нафтидов;
с методами исследования нафтидов и рассеянного органического вещества

вопросы изучения химического состава нафтидов и связанных с ней природных

образований (ОВ осадков и пород), которые представляют интерес для решения фундаментальных научных и прикладных задач геологии нефти и газа
Научные задачи: происхождение и эволюция нафтидов;
Прикладные задачи: разработка и использование комплекса геохимических методов для поисков и разведки месторождений нефти и газа

Геология
Объект – геологическое тело, вещество

Взимосвязь с естетственнонаучными дисциплинами

Органическая химия
Предмет – химический состав нафтидов;
Методы исследования – аналитическая химия

Биохимия
Предшественники компонентов нафтидов

Биогеохимия
Преобразование ЖВ в биосфере

Геохимия
Методы и приемы интерпретации аналитических данных о составе нафтидов

резонанс и др.

Закономерности изменения состава и структуры
Методы математической статистики
корреляционный анализ;
кластерный

анализ;
факторный анализ и др.

Математическое моделирование геологических
процессов и систем

и газа
Моделирование генерационно-аккумуляционных УВ систем (бассейновое моделирование) - региональные работы

на разведку нефтяных и газовых месторождений:

Выделение и картирование зрелых нефтематеринских пород, очагов генерации УВ и подсчет объема генерированных, эмигрировавших и аккумулированных УВ;

Реконструкция динамики процессов нефтегазообразования;

Генетические корреляции в системе нефтематеринское ОВ ↔ нафтиды

семейства, связанные с разными природными нефтегазовыми резервуарами,
оценка пространственной сообщаемости

или, наоборот, разобщенности резервуаров и их частей,
корреляция продуктивных пластов

Хроматографическое разделение

Интерпретация аналитической информации

генезису.
Дисперсные и концентрированные формы ОВ.
Понятие о горючих полезных

ископаемых и нафтидах.

составе породных комплексов земной коры (почвы, осадки и горные породы)

Сорг)
Кларк – это среднее содержание элемента в земной коре, в

литосфере, атмосфере, живом веществе или др. крупной геохимической системе, выраженная в весе, числе атомов, процентах и т.д.

Нефтегазоматеринские породы: 0,5 – 5 % и более [Хант, 1982]

Доманикоиды (1) и баженовиты (2) - аномально обогащенные ОВ осадочные горные породы:
свита доманик, D3, Южный Урал, Сорг – 10-15 %;
баженовская свита, J3v, Западная Сибирь, Сорг – до 20 %

- ОВ, извлекаемое из горных пород или современных осадков и

почв нейтральными органическими растворителями (хлороформ, бензол, петролейный эфир и др.).

Осадок, почвы:
Битумоиды
Гуминовые вещества:
Гуминовые кислоты – это органическое вещество осадков и почв, растворимое в щелочах и нерастворимое в кислотах
Фульвовые кислоты - органическое вещество осадков и почв, растворимое и в щелочах, и в кислотах. Остается в растворе щелочи после осаждения гуминовых кислот.
Нерастворимое органическое вещество (НОВ, н-р гумин) – органическое вещество осадков и почв не растворимое ни в минеральных, ни в органических растворителях.

Литифицированная порода:
Битумоиды
Кероген - нерастворимое ни в минеральных, ни в органических растворителях ОВ литифицированных горных пород.

пород или современных осадков нейтральными органическими растворителями (хлороформ, бензол, петролейный

эфир и др.)
С – 73-82 %; Н – 8-11 %;
O+N+S – 7-20 %
Групповой состав: УВ (масла), смолы и асфальтены

Гуминовые кислоты
ОВ, извлекаемое водными растворами щелочей из осадков, почв, углей и осаждаемое минеральными кислотами.
Фульвовые кислоты
ОВ осадков и почв, растворимое в щелочах и в кислотах. Остается в растворе щелочи после осаждения гуминовых кислот

С – 55-65 %; Н – 3,5 – 5,5 %;
O+N+S – 30 - 40 %

Нерастворимое ОВ осадков (например, гумин)
углеродный скелет – конденсированные ароматические и циклические структуры с короткими боковыми цепочками

Гуминовые вещества

Кероген - нерастворимое ОВ литифицированных горных пород.
С – 48-92 %; Н – 3,2 – 8,9 %
Конденсированные циклические ядра с гетероатомными мостиками и/или алифатическими цепочками

Тип I

Тип II

Тип III

вмещающей горной породой, мигрировавшие в нее из других слоев
Классификация битумоидов

по отношению к вмещающим породам

Автохтонный (сингенетичный) битумоид, синбитумоид
– термины, обозначающее единство места образования битумоида и горной породы, из которой он был извлечен.
Термин «сингенетичный» подразумевает и единство времени образования.

Смешанные битумоиды (микстобитумоиды, (миктобитумоиды)
– смесь аллохтонных и автохтонных битумоидов

Параавтохтонные битумоиды
– это битумоиды перемещенные внутри толщи, но не утратившие связь с исходным органическим веществом, т.е. это автохтонный битумоид и мигрировавший из соседнего участка толщи битумоид.

Остаточные битумоиды
- это оставшаяся в породе наименее миграционноспособная часть автохтонных битумоидов

используются главным образом как источники энергии, полезные ископаемые органического происхождения

и представляют собой продукты преобразования отмершего живого вещества под влиянием разнообразных геологических факторов:

II - постседиментационное накопление ОВ миграционной природы.

I - накопление ОВ, сингенетичное осадкообразованию;

нефть – это выделившиеся в отдельную фазу наиболее стойкие жидкие гидрофобные продукты фоссилизации ОВ, захороненного в субаквальных отложениях

битумы – это, главным образом, продукты природного преобразования нефтей

Нафтоиды - нафтидоподобные продукты природного термопиролитического распада и возгонки ОВ пород в условиях контактового и динамометаморфизма, реже под влиянием магматического тепла

Г. Потонье – по типам биопродуцентов:
Сапропелевый тип - ОВ, образованное

за счет фито- и зоопланктона, содержащего много жиров и липидов;
Гумусовый тип - ОВ, сформированное за счет остатков болотной и наземной растительности, богатых углеводами и лигнином;
Липтобиолитовый тип - результат накопления наиболее химически стойких биохимических веществ (смол, восков и др.) в основном от высших наземных растений.

2) А.Э. Конторович:
Террагенное ОВ - аэрогенное, на суше рожденное, генетичсеки связанное с в высшей наземной растительность – аэробионтами;
Аквагенное ОВ - в воде рожденное, генетически связанное с гидробионтами – планкотоно- и бентосогенное.

3) Н.Б. Вассоевич:
Алиновое ОВ – алициклические и алифатические структуры, сапропелевое ОВ, сорбированный тип структур, возникших на основе липоидов и полимерлипоидинов;
Арконовое ОВ – характерны поликонденсированные ареновые структуры, сформированные за счет лигнин-целлюлозных биополимерных комплексов - остатков высших растений, типичны для гумусового ОВ;
Амикагиновое ОВ – характерны гидроароматические структуры и повышенные содержания азота, образовавшиеся за счет амикагинов - продуктов микробиохимической переработки углеводов и белков

возникновение, происхождение) — совокупность природных процессов образования и последующего изменения

осадочной горной породы

Микробиальное разложение и
гидролиз биополимеров и
их структурных блоков,
поликонденсация →
геополимеры осадков и почв
(битумоиды и гуминовые вещества, НОВ)

геополимеры осадочных пород
(битумоиды и кероген)

Образование и эволюция
органического вещества

Термокаталитический крекинг геополимеров,
главная зона нефтегазообразования→
(битумоиды, нафтиды, остаточный кероген)

Термический крекинг ОВ → (графит, метан)

при которых происходит интенсивное нефтегазообразование
Перемещение новообразованных УВ флюидов из

нефтегазоматеринских пород в ловушки

Аккумуляция новообразованных УВ флюидов ловушках

Формирование залежей УВ флюидов, на которые отсутствует воздействие вторичных преобразований (вымывание водой, биодеградация термальный крекинг и т.п.)

Преобразование УВ флюидов, за счет воздействия вторичных преобразований (вымывание водой, биодеградация и т.п.)

Седименто- и диагенез (микробиальное окисление, поликонденсация ОВ

осадке или в породе в виде фрагментов, сохранивших структуру (морфологию)

исходных органических форм

Промежуточная форма - коллоидные массы, в разной степени насыщенные водой (коллоидный раствор воды, ОВ и минеральных компонентов осадка)

Сорбированная форма – это ОВ, разрушенное до молекулярно-дисперсного состояния и сорбированное минеральными компонентами осадка (органо-минеральный комплекс)