Программа Основы геологии и геохимии нефти и газа

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Л.М. Волосникова/
__________ _____________ 200__г.
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА
Учебно-методический комплекс
для студентов специальности 070700 «Теплофизика»
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________________________________/Чистякова Н.Ф./
«______»___________200__г.
д.г.-м.н., профессор
Рассмотрено на заседании кафедры механики многофазных систем 28.08.2008г. Протокол №1
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 11 стр.
Зав. кафедрой ММС ________________________________________/Шабаров А.Б./
«______»___________ 200__ г.
д.т.н., профессор
Рассмотрено на заседании УМК физического факультета 06.11.2008г. Протокол № 1
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК _________________________________________/Вакулин А.А./
«______»_____________200__ г.
д.т.н., профессор
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_______________________/Ф.И.О./
«______»_____________200__ г.
1
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА МЕХАНИКИ МНОГОФАЗНЫХ СИСТЕМ
Н.Ф.Чистякова
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА
Учебно-методический комплекс
для студентов 3 курса очной формы обучения
специальности 070700 «Теплофизика»
Издательство
Тюменского государственного университета
2008
Н.Ф. Чистякова. Геология и геохимия нефти и газа: Учебнометодический комплекс для студентов 3 курса очной формы обучения
специальности 070700 «Теплофизика». Тюмень: Издательство Тюменского
государственного университета, 2008, 11 стр.
Программа предназначена для студентов 3 курса очной формы обучения
физического факультета ТюмГУ по специальности 070700 «Теплофизика» в
качестве основного материала для лекций и самостоятельной работы студентов
специализации 070706 «Теплофизика в нефтегазовых и строительных
технологиях» по дисциплине ФТД 06 «Геология и геохимия нефти и газа».
Программа подготовлена на основании Государственного образовательного
стандарта высшего технического образования; учебный материал дается
студентам с учетом современных достижений и тенденций развития наук о
Земле и имеет прикладную направленность.
Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ:
Геология и геохимия нефти и газа [электронный ресурс] / Режим доступа:
http://www.umk.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой механики многофазных систем.
Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного
университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: А.Б. Шабаров, д.т.н., профессор
© ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2008.
3
1. Пояснительная записка.
Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе студентов
специализации ’’Теплофизика в нефтегазовых и строительных технологиях’’,
работающих в топливно-энергетическом комплексе Западной Сибири.
Изучение основ нефтяной геологии и геохимии нефти, газа, конденсата
позволит
студентам
сформировать
целостное
представление
о
нефтегазоносных бассейнах, являющихся главной историко-генетической
категорией
районирования
осадочного
чехла
Земли,
контролирующей
процессы образования углеводородов и накопление нефти и газа. Изучение
температурных и флюидодинамических особенностей осадочных отложений
Западной Сибири, форм, условий и особенностей дифференциального
улавливания компонентов углеводородных систем различного фазового
состояния в процессе миграции позволят повысить кругозор специалистов теплофизиков в области формирования залежей углеводородного сырья и
создать базу для использования законов, методологии и навыков классической
физики в развитии теоретических и практических разработок, позволяющих
научно
обосновать
поиск,
разведку
и
разработку
данных
полезных
ископаемых.
В результате изучения курса «Геология и геохимия нефти и газа»
студент должен знать: стратиграфический разрез осадочного чехла юрскомелового возраста Тюменской области; состав и свойства нафтидов; условия
образования нефтегазогенерирующих пород и возможности генерации ими
углеводородных флюидов различного фазового состояния и состава; уметь
правильно
использовать
геохимических и
знания
и
навыки
построения
геологических,
др. карт и разрезов для целей открытия месторождений
углеводородного сырья. Программа разработана для дневной формы обучения.
Общий объем курса 45 часов, в том числе лекций -34 часа,
индивидуальной и самостоятельной работы студентов – 11 часов.
4
Программа составлена в соответствии с требованиями Государственных
образовательных стандартов высшего профессионального образования РФ.
Дисциплина «Геология и геохимия нефти и газа» читается в 6 семестре.
2. Тематический план дисциплины «Основы геологии и геохимии
нефти и газа»
№
Наименование темы
Лекции
Индивид.
Формы
(кол-во
и сам.
контроля
часов)
работа
(кол-во
часов)
1.
Западно-Сибирский нефтегазоносный 4
бассейн;
его
характеристика
и
районирование.
2.
Горючие ископаемые - нефть, газ, 4
конденсат.
3.
Литогенез, его стадии.
4
3
4.
Природный резервуар. Коллекторы. 8
4
Флюидоупоры.
Ловушка.
Залежь.
Месторождение.
5.
Физические
поля:
температура, 4
4
давление.
6.
Подземные воды.
Контрольная
2
работа
7.
Генерация
УВ
и
формирование 6
Семинар
залежей углеводородного сырья.
8.
9.
Минерально-сырьевые
ресурсы 2 ч.
Тюменской области и месторождения
строительных материалов.
Итого
34
5
11
Зачет
3. Содержание дисциплины (наименование тем, их объем в часах)
Тема
1.
Западно-Сибирский
нефтегазоносный
бассейн;
его
характеристика и районирование.
Западно-Сибирский
топливно-энергетический
комплекс.
Сейсморазведка.
Поиск и разведка месторождений углеводородного сырья. Геофизическое
исследование скважин. Нефтегазоносный бассейн. Разработка и эксплуатация
месторождений нефти, газа, конденсата. Промышленная переработка нафтидов.
Представление о стратиграфии мезозойско-кайнозойского осадочного чехла
Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. Индексация продуктивных
пластов.
- 4 ч.
Тема 2. Горючие ископаемые - нефть, газ, конденсат.
Нафтиды, ценные полезные ископаемые. Геохимия нефти. Элементный,
групповой,
фракционный
характеристики:
состав
плотность,
нефти.
вязкость,
Основные
физико-химические
электропроводность,
оптическая
активность и др. Природный газ, состав. Основные физико-химические
характеристики.
Формы
существования
природных
газов
в
природе:
свободные, водорастворенные, попутные. Газогидраты. Конденсаты. Состав.
Основные
физико-химические
характеристики.
Особенности
геохимии
конденсатов. Принцип ретроградной конденсации. Первичные и вторичные
конденсаты и закономерности распространения в вертикальном разрезе
осадочных
отложений
мезозойского
чехла
нефтегазоносного бассейна.
Западно-Сибирского
– 4 ч.
Тема 3. Литогенез, его стадии.
Седиментогенез. Рассеянное органическое вещество. Его типы. Условия
накопления исходного рассеянного ОВ. Битумоид, битумоидный коэффициент.
Диагенез. Основные продукты преобразования РОВ на стадии диагенеза.
Биопредшественники углеводородов. Катагенез. Продукты катагенетического
преобразования рассеянного органического вещества.
6
– 4 ч.
Тема 4. Природный резервуар. Коллекторы. Флюидоупоры. Ловушка.
Залежь. Месторождение.
Классификация. Породы-коллекторы нефти и газа. Классификация. Основные
фильтрационно-емкостные
проницаемость.
свойства
Лабораторные
водонасыщенность.
методы
Коэффициенты
Непроницаемые породы
пород-коллекторов:
их
нефте-,
пористость,
определения.
газо-
и
Остаточная
водонасыщенности.
- флюидоупоры (покрышки). Нетрадиционные
коллекторы. Ловушки нефти и газа. Основные типы ловушек. Классификация.
Структурные и неструктурные ловушки. Принципы графического изображения
ловушек.
Залежь
углеводородов.
Элементы
пластово-сводовой
залежи.
Водонефтяной, газонефтяной, газоводяной контакты. Построение структурной
карты.
Месторождение
нефти,
газа,
конденсата.
Классификации
месторождений по основным признакам. Типизация месторождений нефти и
газа по запасам. Построение геологического разреза месторождения.
– 8 ч.
Тема 5. Физические поля: температура, давление.
Геотермический режим Западно-Сибирской плиты. Распределение температур
в
разрезе
и
нефтегазоносного
на
площади
бассейна.
осадочного
чехла
Нестационарность
Западно-Сибирского
геотемпературного
поля
Западно-Сибирского НГБ и ее причины. Геодинамика литосферы. Давление.
Пластовое, горное, поровое давление. Понятие о приведенном давлении.
Залежи с нормальным и аномальным (высокое и низкое) давлением. Причины
формирования аномальных давлений. Особенности поля давлений мезозойскокайнозойского осадочного чехла Западно-Сибирского НГБ.
– 4 ч.
Тема 6. Подземные воды.
Происхождение. Состав. Классификация подземных вод нефтегазоносных
бассейнов. Растворимость углеводородов различного фазового состояния в
подземных водах. Возрожденные (элизионные) воды. Воды различных этапов
литогенеза.
– 2 ч.
7
Тема 7. Генерация УВ и формирование залежей углеводородного сырья.
Миграция флюидов в литосфере. Первичная, вторичная, третичная миграция
углеводородов, их формы и движущие силы. Принцип дифференциального
улавливания компонентов природных углеводородных систем на путях
миграции и аккумуляции. Межфазовые взаимодействия в пористой среде на
границе раздела фаз: а) пластовая вода - скелет коллектора; б) пластовая нефть
- скелет коллектора; в) скелет коллектора - пластовая вода - пластовая нефть.
Адсорбция электролитов и неэлектролитов в пористой среде. Происхождение
нефти
и
газа.
неорганического
Органическая
теория
происхождения
происхождения
нефти.
Генезис
нефти.
Гипотеза
углеводородных
и
неуглеводородных компонентов природных газов. Современная модель
нефтегазообразования и формирования залежей нефти. Стадийность генерации
углеводородов различного состава и фазового состояния. Вертикальная
геохимическая зональность в распределении углеводородов различного
фазового состояния по разрезу осадочного чехла. Нефтегазогеологическое
районирование ЗСНГБ.
- 6 ч.
Тема 8. Минерально-сырьевые ресурсы Тюменской области и
месторождения строительных материалов.
Особенности геологического строения приповерхностных отложений и
закономерности размещения в них полезных ископаемых (строительные пески,
глины, гравий).
– 2 ч.
4. Самостоятельная работа студентов.
Тема 3. Литогенез, его стадии.
Построение литологических полосок на примере геологических разрезов
конкретных месторождений углеводородного сырья Тюменской области.
Построение отложений осадочного чехла и выделение продуктивных пластов и
горизонтов.
8
Тема
4.
Природный
резервуар.
Коллекторы.
Флюидоупоры.
Ловушка. Залежь. Месторождение.
Построение карт, отображающих различные параметры залежей нефти,
газа и конденсата.
Тема 5. Физические поля: температура, давление.
Выделение на картах геотемпературного поля и давлений участков
распространения нефтепродуцирующих толщ, генерирующих углеводороды.
5. Контрольные вопросы.
1. Нефть, газ, конденсат - нафтиды. Общая характеристика углеводородных
флюидов.
2. Химический состав и физические свойства нефти.
3. Химический состав и физические свойства природного газа.
4. Химический состав и физические свойства конденсата.
5. Природный резервуар. Порода - коллектор. Состав и коллекторские свойства
горных пород.
6. Пористость: абсолютная, открытая, эффективная. Методы определения.
7.
Проницаемость:
абсолютная,
диэлектрическая,
фазовая,
фазовая
относительная.
8. Гранулометрический состав пород.
9. Неоднородность продуктивных пород.
10. Нефте - и газонасыщенность горных пород.
11.
Подземные
воды.
Химический
состав
и
Происхождение. Классификация.
12. Воды нефтяных и газовых месторождений.
13. Давление в нефтяных и газовых месторождениях.
14. Фазовые превращения в газоконденсатных залежах.
9
физические
свойства.
15. Температура в осадочном чехле. Тепловой поток. Геотермическая ступень.
Геотермический
градиент.
Формирование
геотемпературного
поля
в
нефтегазоносных бассейнах.
16. Геотермический режим нефтегазоносных пластов.
17. Нефтеотдача и газоотдача пластов.
18. Химический состав и физические свойства газогидратов.
19. Молекулярно-поверхностные свойства системы: нефть - газ - вода - порода.
20. Взаимодействие в пористой среде на границе раздела фаз: пластовая вода скелет горной породы.
21. Межфазовое взаимодействие на границе раздела фаз: пластовая нефть скелет горной породы.
22. Явления, возникающие на контакте фаз: скелет коллектора - пластовая вода
- пластовая нефть в пористой среде.
23. Адсорбция неэлектролитов в пористых средах.
24. Адсорбция электролитов в пористых средах.
25. Современные представления о генерации углеводородов и формировании
их залежей.
26. Стадийность генерации углеводородов различного состава и фазового
состояния.
27. Вертикальная геохимическая зональность.
28. Нефтегазогеологическое районирование.
29. Индексация продуктивных пластов.
30. Месторождения строительных материалов в Тюменской области.
31. Закономерности размещения полезных ископаемых в приповерхностных
отложениях Уральского Федерального округа.
10
6. Перечень основной и дополнительной литературы.
Основная литература
1. Бакиров А.А., З.А. Табасаранский и др. Геология и геохимия нефти и газа.
М.: Недра, 1982.
2. Вендельштейн Б.Ю. Исследование разрезов скважин. методом потенциалов
собственной поляризации. М.: Недра, 1966.
3. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика. М.:
Недра, 1983.
4. Кобрамов В.И. Физические свойства горных пород. М.: Гостехиздат, 1962.
5. Дахитов В.Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин.
М.: Недра, 1980.
Дополнительная литература
1. Гужин Ю.А. Гамма-гамма метод исследования нефтяных скважин. М.:
Недра, 1975.
2. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследования
скважин. М.: Недра, 1978.
II. Методические указания по Геологии и геохимии нефти и газа. ТюмГУ, 2008,
7с. (Электронный вариант).
III. Дидактические материалы для самоконтроля, текущего контроля знаний и
промежуточной аттестации.
Сборник контрольных работ (карты, образцы горных пород, графическое
изображение залежей, ловушек, месторождений углеводородов).
11