Основы общей геологии и геологии нефти и газа

1.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ ПЛАСТОВ
Лекция № 1
Основы общей геологии и
геологии нефти и газа
лектор – д.т.н., доцент
1
профессор кафедры ТХВ
Давлетшина Люция Фаритовна

2.

Источники информации
Литература
1.
Телегина Е.А. и др. «Мировая энергетика в структуре мировой экономики», учебники и
учебные пособия Изд. ИЦ РГУ нефти и газа,2015
2.
Милосердова Л.В. «Геология, поиски и разведка месторождений нефти и газа»,
учебники и учебные пособия, Изд. ИЦ РГУ нефти и газа, 2015
3.
Михайлов Н.Н. «Физика нефтяного и газового пласта (Физика нефтегазовых пластовых
систем», учебники и учебные пособия, Изд.МАКС Пресс, 2008
4.
Палий А.О. Разработка нефтяных месторождений , учебники и учебные пособия
Изд. ИЦ РГУ нефти и газа, 2015
5.
Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти / Мищенко И.Т. — М. ИЦ РГУ нефти и газа,
2015.
Эл.ресурсы
1.
Общественно-деловой
научный
журнал
«Энергетическая
https://energypolicy.ru
2.
Сайт Министерство энергетики https://minenergo.gov.ru
2
политика»

3.

Рейтинговые баллы по курсу:
максимальный - 100 баллов, минимальный - 50 баллов
60 бал. - реферат (оформление - 20, устный доклад - 20, ответы на
вопросы - 20)
20 бал - домашняя работа наличие рукописных лекций (рис, таблицы и
графики оформляются вручную) и проработка конспектов лекций по
вопросам для семинара (10 – конспект, 10 – схема «химизация
нефтегазодобычи)
20 бал. - активная работа на семинаре (обсуждение тем семинаров,
грамотность поставленных вопросов и ответов)
3

4.

ВОПРОСЫ ДЛЯ СЕМИНАРА ???
НАЛИЧИЕ ЛЕКЦИЙ НА СЕМИНАРЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО!
4
1. Нефтегазодобыча
2. Геологоразведка
3. Разработка и эксплуатация месторождения
4. Геология нефти и газа
5. Развитие знаний о нефти
6. Теории о происхождении нефти и газа
7. Органическая теория
8. Неорганическая теория
9. Стадии образования традиционных и нетрадиционных месторождений (залежей) у/в
10. Условия формирования залежи у/в
11. Природные складки
12. Залежь у/в
13. Месторождение у/в
14. Нетрадиционные запасы
15. Традиционные запасы
16. Трудноизвлекаемые запасы
17. Природные битумы
18. Сланцевая нефть
19. Баженовская свита
20. Сланцевый газ

5.

Нефтегазодобыча
5
5

6.

Стадии поиска и добычи нефти
Геологоразведка
1.
2.
3.
4.
Геология поисковая
Сейсморазведка
Бурение разведочное
Геофизика (ГИС)
Разработка и эксплуатация
месторождения
1.
2.
3.
4.
5.
6
Разработка
Бурение эксплуатационное
Эксплуатация
Применение методов увеличения
нефтеотдачи (МУН) и
интенсификации
Сбор и подготовка нефти, газа, воды
Цели:
Найти
Оценить
Цели:
Добыть
Подготовить
товарную
продукцию

7.

ГЕОЛОГИЯ
С греческого Ge означает – земля, Logos - учение
Геология - комплекс наук о составе, строении и истории развития
земной коры и более глубоких сфер Земли, а также о размещении в
земной коре полезных ископаемых.
Геология нефти и газа – это отрасль геологии, которая может быть
определена как «наука поиска залежей нефти и газа».
Отношение безуспешных поисково-разведочных скважин к тем, которые
7
дали нефть или газ, составляет в среднем около 9 к 1.
И только 1 из 70 скважин, пробуренных для поисков новых
месторождений нефти и газа, приводит к коммерчески выгодному
открытию.

8.

Нефтегазопромысловая
геология
Нефтегазопромысловая геология – прикладная наука: это отрасль
геологии, которая занимается детальным изучением месторождений
и залежей нефти, газа и газокондесата в начальном состоянии и в
процессе разработки (добычи).
ГЛАВНАЯ ЦЕЛЬ ГЕОЛОГОВ
успешно разведать находящиеся в недрах земли залежи
полезных ископаемых, а для этого необходимо максимально
точно определить условия, благоприятные для образования
8
таких залежей.

9.

Развитие науки о нефти
Первый период (донаучный) до средних
веков. В 1546 Георгий Агрикола писал о
нефти и каменном угле.
Второй период — научных догадок —
связывается с датой опубликования труда
М. В. Ломоносова «О слоях земных» (1763).
Третий период - в эволюции знаний о происхождении нефти связан с
возникновением и развитием нефтяной промышленности.
9

10.

Органическая теория происхождения
НЕФТИ И ГАЗА
органическая (осадочномиграционная):
И.М.Губкин,
Н.Б.Вассоевич,
А.А.Трофимук и другие - исходным для
образования
нефти
является
органическое вещество морских илов,
состоящее из остатков растительных и
животных организмов, не успевших
пройти стадию окисления, а разложение
которых
происходит
без
доступа
кислорода под действием анаэробных
бактерий
10

11.

Нерганическая теория
происхождения НЕФТИ И ГАЗА
Первой научной теорией происхождения
нефти можно считать карбидную
(неорганическую) гипотезу Менделеева,
высказанную в 1877 году.
11
В 50—60-е гг. XX в. в СССР (Н. А.
Кудрявцев, В. Б.Порфирьев, Г. Н.
Доленко и др.) и за рубежом (английский
учёный Ф. Хойл и др.) возрождаются
различные гипотезы неорганического
(космического, вулканического,
магматогенного) происхождения нефти.
Однако на 6-м (1963), 7-м (1967) и 8-м
(1971) Международных нефтяных
конгрессах неорганические гипотезы не
получили поддержки.

12.

Космическая теории
В. Соколов, основываясь на фактах
находок битумов в метеоритах и
углеводородов в хвостах некоторых комет,
предложил «космическую» гипотезу
возникновения нефтяных углеводородов
(1892 г.). Углеводороды изначально
присутствовали в газопылевом облаке, из
которого сформировалась Земля.
Впоследствии они стали выделяться из
магмы и подниматься в газообразном
состоянии по трещинам в верхние слои
земной коры, где конденсировались,
образуя месторождения нефти и др.
12

13.

Стадии образования и накопления
нефти и газа
Стадии образования и накопления нетрадиционных месторождений углеводородов
13
I.
СТАДИЯ – Накопления органических веществ (ОВ) в водной среде и
осадках.
II.
СТАДИЯ – Генерация углеводородов (УВ) – постепенное
преобразование ОВ в УВ нефтяного ряда.
III.
СТАДИЯ – МиграцияУВ – передвижение из нефтегазопродуцирующих
толщ в породы- коллектора.
IV.
СТАДИЯ – Аккумуляция УВ – накопление УВ в ловушках.
V.
СТАДИЯ – Консервация УВ – сохранение залежей УВ в стабильном,
преимущественно не измененном виде
VI.
СТАДИЯ – Разрушение и перераспределение скоплений УВ –
причинами разрушения являются силы: тектонические, физические,
физико-химические, механические, химические, биохимические.

14.

Природные резервуары и
особенности их строения
Природным резервуаром (по И.О.
Броду)
называется
естественное
вместилище для нефти, газа и воды,
внутри
которого
они
могут
циркулировать, и форма которого
определена
соотношением
пород
коллектора
с
вмещающими
непроницаемыми породами.
14

15.

Условия, благоприятные для
образования залежей нефти и газа
Наличие:
•водонапорного режима
•хороших коллекторов,
•прочных покрышек,
•региональных и локальных ловушек,
т.е. ЗАМКНУТЫХ ЛОВУШЕК
15

16.

Природные складки
Складки,
обращенные
выпуклостью
вверх,
называются
антиклиналями, а складки направленные выпуклостью вниз синклиналями.
16
Большинство нефтяных и газовых залежей России (90%) приурочены к
антиклинальным складкам, за рубежом 70%. Одно из самых больших месторождений
нефти Гавар (Саудовская Аравия) имеет размер антиклинальной складки 225*25 км,
месторождение газа (Уренгой, Россия) 120*30км.

17.

Типа залежи нефти в ловушках
17
Различного типа залежи нефти в гидравлически незамкнутых (1—3) и замкнутых (4—6)
ловушках: 1 — пластовые сводовые нефтяные и газонефтяные залежи; 2 — массивная
сводовая газонефтяная залежь; 3 — нефтяная залежь в выступе палеорельефа,
первичного (напр., рифа) или вторичного (эрозионного); 4 — нефтяная залежь,
экранированная стратиграфическим несогласием; 5 — нефтяная залежь в ловушке
первичного (фациального, литологического) выклинивания коллектора; 6 —
тектонически экранированная залежь нефти; а — нефть; б — газ; в — вода.

18.

Залежь
Залежь – единое изолированное скопление нефти и газа в одном или
нескольких
пластах-коллекторах,
которые
имеют
единую
гидродинамическую систему.
Промышленная залежь - скопление УВ достаточно большое и
разработка ее рентабельна.
Форма и размеры залежи УВ определяется формой и размером
ловушки.
Основные параметры залежи – геологические и извлекаемые запасы.
18

19.

Классификация залежей по фазовому
состоянию углеводородов
19
Залежи: а - нефтяные; б - газонефтяные; в - нефтегазовые;
г - газовые; д - газоконденсатнонефтяные;
е - нефтегазоконденсатные.
1 - нефть; 2 - газ; 3 - вода; 4 – газоконденсат.

20.

Месторождение
Месторождение
(местоскопление)
нефти и газа – это
совокупность залежей
(редко одной),
приуроченным к одной
или нескольким
ловушкам,
находящимся в
20
пределах одной
локальной площади.

21.

Виды месторождений У/В
- Нефтегазовые
- Нефтяные
- Газовые
- Газоконденсатные
- Битумные
21
Антиклинальная складка: 1 - газ, 2 нефть, 3 - песчаники, насыщенные водой,
4 - песчаники, 5 - известняки, 6-9 - глины
различного состава

22.

Традиционные запасы У/В
Скопления УВ, выходящие на поверхность
Традиционные
скопления газа в
структурных ловушках
вода
Шахтный газ
Переходные
зоны
Традиционные
скопления газа и
нефти в
структурных
ловушках
Традиционные скопления
газа в стратиграфических
ловушках
вода
Нетрадиционные
скопления газа
USGS 2003

23.

Трудноизвлекаемые запасы У/В
1)
проекты по добыче нефти из коллекторов с низкой
проницаемостью в интервале от 1,5 до 2 мД включительно
(от 1,5×10–3 мкм2 до 2×10–3 мкм2 включительно);
2) проекты по добыче нефти из коллекторов с крайне низкой
проницаемостью в интервале от 1 до 1,5 мД включительно
(от 1×10–3 мкм2 до 1,5×10–3 мкм2 включительно);
3) проекты по добыче нефти из коллекторов с предельно низкой
проницаемостью до 1 мД включительно (до 1×10–3 мкм2
включительно);
4) проекты по добыче сверх вязкой нефти с вязкостью нефти в
пластовых условиях более 10 000 мПа×с.
23

24.

Нетрадиционные запасы У/В
Скопления УВ, выходящие на поверхность
Традиционные
скопления газа в
структурных ловушках
Шахтный газ
вода
Традиционные
скопления газа в
стратиграфических
ловушках
Традиционные
скопления нефти в
структурных ловушках
вода
Переходные
зоны
Нетрадиционные
скопления газа
USGS 2003

25.

Нетрадиционные нефти
(по International Energy Agency (IEA) )
тяжелые нефти - углеводородные жидкости плотностью 920-1000 кг/м3 и
вязкостью от 10 до 100 мПа*с ;
сверхтяжелые нефти - углеводородные жидкости плотностью около или
немного более 1000 кг/м3 и вязкостью от 100 до 10 000 мПа*с;
природные битумы - слаботекучие или полутвердые смеси
преимущественно углеводородного состава плотностью более 1000 кг/м3 и
вязкостью более 10 000 мПа*с;
нефтеносные сланцы - осадочные породы, богатые керогеном;
биотоплива, получаемые из биомассы (все виды веществ растительного и
животного происхождения, продукты жизнедеятельности организмов и
органические отходы, образующиеся в процессах производства,
потребления продукции и на этапах технологического цикла отходов );
топливо, произведенное по технологиям gas-to-liquids (GTL), and coal-toliquids (CTL) (процессы синтетического преобразования соответственно
газа и угля в жидкие углеводороды)

26.

Природные битумы
окисленные высоковязкие, плотные нефти жидкой, полужидкой и твердой
консистенции с высоким содержанием серы, масел, смол и асфальтенов.
Отличаются большим содержанием ванадия, никеля, молибдена и
значительно меньшим (до 25 %) содержанием бензиновых и дизельных
фракций.

27.

Крупнейшие нефтяные месторождения из
битуминозных (нефтяных) песков
27
№
Государства
Месторождение
год
открытия
запасы
(млрд.т.)
1
Венесуэла
Ориноко
1938
70
2
Канада
Атабаска
1967
27,1

28.

Классификация битуминосных
песчаников
В зависимости от содержания битумов породы оделяться:
• богатые (более 6 %масс.), которые могут быть сырьем для получения
нефти, нефтепродуктов, извлечение полезных компонентов
• бедные (менее 5 % масс.), которые могут быть источником дорожностроительным материалом.

29.

29
Выброс пара
• Диаметр воронки около 300 м
• Пар вырывался на поверхность около
5 минут
Пара скважин №204-1 разрушена

30.

Технологии добычи
сланцевых углеводородов
1) Кустовое расположение
скважин
3000 м
1500 м
2) Вертикальная скважина
3) Направленное бурение
5) Многостадийный ГРП
4) Горизонтальное бурение
500-2500 м
50-500 м

31.

Баженовская свита
(свита изучается с 1960-х годов)

32.

Оценка запасов сланцевого газа
32

33.

34.

Размещение газогидратных
скоплений в мире

35.

НАЛИЧИЕ ЛЕКЦИЙ НА СЕМИНАРЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО!
Темы для докладов на семинаре:
1.
М.В.Ломоносов и его теория происхождения углеводородов
(биография ученого, сфера его интересов, теория происхождения у/в)
2.
И.М.Губкин и его теория происхождения углеводородов (биография
ученого, сфера его интересов, теория происхождения у/в)
3.
Д.И.Менделев и его теория происхождения углеводородов
(биография ученого, сфера его интересов, теория происхождения у/в)
35

36.

Реферата-презентация
Требования к оформлению :
36
- объем должен составлять 5 слайдов (название 28-30 шрифт, текст 20
шрифт, текст 1/3 части слайда, рисунки, графики, таблицы 2/3 части
слайда – все подписываются и несут в себе смысл!)
- на титульном листе указываются все данные по Университету,
название работы, выполнил: ФИО студента и номер группы,
проверил: данные преподавателя
- План презентации: титульный лист, основные понятия,
теоретические выкладки, примеры, выводы, источники информации
(внизу каждого слайда 10 шрифт – название сайта, статьи, выходные
данные, активная ссылка и дата обращения)
! Все слайды должны иметь свой номер (исключение – титульный
слайд)

37.

ВОПРОСЫ ???
НАЛИЧИЕ ЛЕКЦИЙ НА СЕМИНАРЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО!
37
1. Нефтегазодобыча
2. Геологоразведка
3. Разработка и эксплуатация месторождения
4. Геология нефти и газа
5. Развитие знаний о нефти
6. Теории о происхождении нефти и газа
7. Органическая теория
8. Неорганическая теория
9. Стадии образования традиционных и нетрадиционных месторождений (залежей) у/в
10. Условия формирования залежи у/в
11. Природные складки
12. Залежь у/в
13. Месторождение у/в
14. Нетрадиционные запасы
15. Традиционные запасы
16. Трудноизвлекаемые запасы
17. Природные битумы
18. Сланцевая нефть
19. Баженовская свита
20. Сланцевый газ

38.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!
38