Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178

На ссголпя известно несколько процессов, приводяпн1х к образованию метана:

- биохимический;

- термокаталитический;

- р.щиационпо-химический;

- мехапохимический;

- метаморфический;

- космогеппый.

Биохимический процесс образования метана происходит в илах, почве, осадочных ropinx породах и гидросфере. Известно более десятка бакте]:1ий, в результате жизиедеятельпости которых из органических соединений (белков, клетчатки, жирных кислот) образуется метан. Даже нефть па больших глубинах под действием бактерий, содержащихся в пластовой воде, разрушается до метана, азота и углекислого П1за.

Термокаталитический процесс образования метана заюхюча-ется в преобр41зовапии в газ органического вещества осадочных пород под воздействием повьш1еи1Ш1х температуры и давления в присутствии глинистых мииера/юв, играющих роль катализатора. Этот процесс подобен образованию нефти. Первоначально органическое вещество, пакаиливаюп];ееся на дне водоемов и на cynic, подвергается биохимическому разложению. Бактерии ири этом разрушают простейшие соединения. По мере погружения органического вeпecтвa вглубь Земли и соответственного повышения температуры деятельность бактерий затухает и полностью прекраищется при температуре 100 "С. Однако уже включился другой механизм - разрушения сложных органических соединений (остатки живого вещества) в более простые углеводороды и, в частности, в метан, под во.здсйствием возрастающих температуры и давления. Важную роль в этом процессе играют естественные ката-лизатор1>1 - 5шюмосиликат1>1, входящие в состав различных, особенно глинистых пород, а также микроэлементы и их соединения.

Чем же отличается в таком случае образование метана от образования иефти? Во-первых, нефть образуется из органического вещества сапропелевого типа - осадков морей и шельфа океанов, образованных из фито- и зоопланктона, обогащенных жировыми веществами. Исходным для образования метана является органическое вещество гумусового типа, состояпее из остатков растительных организмов. Это вещество при термокатализс образует, в основном, метан. Во-вторых, главная зона иефтеобразования соответствует температурам горных пород от 60 до 150 "С, которые встречаются па глубине 1,5...6 км. В глав1юй зоне иефтеобразования наряду с нефтью образуется и метан (в сравнительно малых количествах), а таюке его более тяже;п>1е гомологи. Мопцгад зона тггеисивного газообразования

.1 .ш.1>т\

соответствует температурам 150...200 °С и больпге, она находится ниже главной зоны нефтеобразования. В главной зоне газообразования в жестких температурных условиях происходит глубокая термическая деструкция не только рассеянного органического вещества, но и yie-водородов горючих сланцев и нефти. При этом образуется большое количество метана.

Радиационно-химический процесс образования метана протекает при воздействии радиоактивного излучения на различные углеродистые coeдинeиш.

Замечено, что черные тонкодисперсные глинистые осадки с повышенной концентрацией органического вещества, как правило, обогащены и ураном. Это связано с тем, что накопление органического вещества в осадках благоприятствует осаждению солей урана. Под воздействием радиоактивного и.злучения органическое вещество распадается с образованием метана, водорода и окиси углерода. Последняя сама распадается на углерод и кислород, после чего углерод соединяется с водородом, также образуя метан.

Механохимический процесс образования метана заключается в образовании углеводородов из органического вещества (углей) под воздействием постоянных и переменных механических иафузок. В этом случае на контактах зерен минеральных пород образуются высокие напряжения, энергия которых и участвует в преобразовании органического вещества.

Метаморфический процесс образования метана связан с преобразованием угля под воздействием высоких температур в углерод. Данный процесс есть часть общего процесса преобразования веществ при температуре свыше 500 °С. В таких условиях глины превращаются в кристаллические сланцы и гранит, известняк - в мрамор и т.п.

Космогенный процесс образования метана описывает «космическая» гипотеза образования нефти В.Д. Соколова.

Какое место занимает каждый из этих процессов в общем процессе образования метана? Считается, что основная масса метана большинства газовых месторождений мира имеет термокаталитическое происхождение. Образуется он на глубине от 1 до 10 км. Большая доля метана имеет биохимическое происхождение. Основное его количество образуется на глубинах до 1...2 км.

5.7. Образование месторождений нефти и газа

Каким бы ни был механизм образования углеводородов для формирования крупных скоплений иефти и газа необходимо выполнение ряда условий: наличие проницаемых горных пород (коллекторов), непроницаемых горных пород, ограничивающих

перемещение нефти и газа по вертикали (покрышек), а также пласта особой формы, попав в который нефть и газ оказываются как бы в тупике (ловушки).

Миграция нефти и газа - основное условие формирования их скоплений. Миграция происходит в коллекторах вместе с пластовой водой, которая обычно насыщает норовое пространство. При этом нефть и газ либо растворены в воде, либо находятся в свободном состоянии. Миграция происходит из области высоких давлений в область относительно низких вдоль иенроницаемых пород - покрышек. Попав в ловушку нефть, газ и вода под действием сил гравитации расслаиваются: газ, как самый легкий, уходит вверх, вода, как самая тяжелая, - вниз, нефть занимает промежуточное положение.

CaMi>ie распространенные типы ловушек приведены на рис. 5.2. Наиболее распространены антиклина1гьиые ловушки (рис. 5.2 а). Если в антиклинальной складке пласт-коллектор перекрыт водогазонефтепепроиицаемой толщей (покрышкой), то в нем возможно формирование нефтегазовой залежи. Тектонические движения часто приводят к разрыву сплошности слоев и вертикальному перемещению мест обрыва относительно друг друга. В результате пласт-коллектор в месте тектонического нарушения может соприкасаться с непроницаемой горной породой, что приводит к образованию тектонически экранированной ловушки (рис. 5.2 б). Если по какой-то поверхности коллекторы перекроются более молодыми непроницаемыми отложениями, то образуется стратиграфически экранированная лову1пка (рис. 5.2 в). В природе встречаются случаи, когда линзы проницаемых пород, например, песчаников, окружены непроницаемыми - глинами. В этом случае образуется литологически экранированная ловушка (рис. 5.2 г).

Скопление нефти и газа, сосредоточенное в ловушке в количестве, достаточном для промьниленпой разработки, называется залежью. Наиболее часто залежи углеводородов встречаются в ловушках антиклинального типа (рис. 5.3). В общем случае в верхней части продуктивного пласта располагается свободный газ (газовая шапка), внизу - вода, а мелсду ними нефть.

Поверхность, разделяющая нефть и воду или нефть и газ, называется соответственно водонефтяным или газопефтяиым контактом. Линия пересечения поверхности контактов с кровлей пласта называется соответствеипо внешним контуром нефтеносности или газоносности, а с подошвой пласта - виутреиним контуром нефтеносности или газопоспости. Кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой пефтегазоиоспого пласта называют его толщиной.