WWW.DOCX.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет материалы
 

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра экологии и природопользования УТВЕРЖДЕН на заседании кафедры «_»_2016г. протокол ...»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экологии и природопользования

УТВЕРЖДЕН

на заседании кафедры

«___»_________2016г. протокол №___

Заведующий кафедрой

________________Н.В. Кокорина

Методические указания по учебной дисциплине

ЭКОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА

05.03.06 Экология и природопользование

квалификация выпускника

Бакалавр

Ханты-Мансийск

2016г.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Практическая работа №1

Тема: Роль нефти в мировой истории человечества.

Цель: установить роль нефти в развитии человеческой цивилизации

Задание.

Посмотреть документальный фильм «Без нефти», написать короткое эссе на 1-2 страницы по указанной теме. Необходимо осветить следующие вопросы:

Для чего нужна человеку нефть?

Что произойдет, если нефть исчезнет.

Пути решения проблемы «Человечество без нефти».

(Дополн. материалы: док. фильм «Без нефти»)

Практическая работа № 2

ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

Цель изучения – получить знание о сущности и основных положениях двух концепций происхождения нефти и газа: органической и неорганической, их модификациях, различиях в подходе к решению проблемы происхождения нефти и газа и о фактах, на которые опираются обе концепции.



Задачи – изучить:

значение проблемы происхождения нефти и газа для науки, практики поисковоразведочных работ и мировой экономики;

основные различия в подходе к решению проблемы нефтегазообразования и имеющиеся сходства в проблеме нефтегазонакопления;

основные положения и факты органической теории и неорганических гипотез;

основные модификации органической и неорганической концепции.

Задание к работе:

Внимательно прочитать текст, и письменно ответить на контрольные вопросы и тестовые задания, быть готовым к обсуждению при собеседовании.

Развитие представлений о происхождении нефти и газа и их

значение для науки и практики

Представления о происхождении нефти развиваются более двух тысячелетий, начиная с версий античных ученых. Длительное время эти представления имели фантастический характер.

В начале ХVIII века немецкий ученый И. Генкель связал образование нефти с органическим веществом (ОВ) - остатками растений и животных. Несколько позже французский ученый Б. Де Молье за исходное вещество горючих ископаемых также принял ОВ, содержащиеся в морских отложениях. При этом вулканические процессы он объяснил их горением.

Русский исследователь М.В. Ломоносов в работе «О слоях земных» (1763) предположил, что нефть выгоняется подземным жаром из каменных углей в виде маслянистой жидкости и поступает в трещины и полости горных пород.

В начале XIX века известный немецкий ученый А. Гумбольдт (1805) предложил гипотезу о неорганическом происхождении нефти, основанную на фактах присутствия углеводородов (УВ) в продуктах извержения вулканов. Во второй половине XIX века немецкий химик Ганн (1864), французские химики М. Бертло (1865), М. Биассон (1873), С. Клоэц (1878) в результате лабораторных экспериментов получили широкую гамму УВ при обработке высокоуглеродистого чугуна минеральными кислотами, а также хлоридами в присутствии углекислого газа. Затем в рамках неорганической концепции происхождения нефти появились карбидная гипотеза Д.И Менделеева (1877), обоснованная им лабораторными экспериментами и геологическими наблюдениями, космическая гипотеза В.Д Соколова (1889) и другие гипотезы.





Таким образом, в начале XIX века чётко обозначились два направления решения проблемы происхождения нефти: органическое и неорганическое.

Сложность проблемы происхождения нефти и газа связана с их специфическим свойством – способностью мигрировать в земной коре вместе с пластовыми водами, поэтому о месте рождения нефти и газа можно судить только по косвенным признакам.

Отдавая должное сложности рассматриваемой проблемы, английский геолог С. Пауэрс в первой четверти ХХ века сказал: «Ко времени, когда из земли будет извлечен последний баррель нефти, еще не будет создана гипотеза её образования, в равной мере удовлетворяющая всех заинтересованных, и согласующаяся со всеми мыслимыми геологическими условиями».

Интенсивное развитие нефтяной промышленности в первой половине ХХ века показало, что проблема происхождения нефти имеет не только научное, но и большое практическое значение. Знание геологических и геохимических условий образования нефти и газа необходимо для определения направлений, методологии и методики поисков их месторождений, а также для оценки ресурсов нефти и газа на Земле.

Оценивая итоги разработки проблемы происхождения нефти и газа Ю.И. Пиковский (2000) отметил, что весь ХХ век геологи вели интенсивные исследования в этой области, но в конце столетия, как и на его пороге, существуют две различные концепции – органическая и неорганическая. При этом сторонники этих концепций убеждены в том, что проблема решена ими однозначно.

Различия органических и неорганических концепций.

Основные гипотезы и факты неорганической концепции

Главные отличия в решении проблемы происхождения УВ связаны в основном с источником углерода, лежащем в основе соединений нефти и газа - биогенным, исходящим от живых организмов, или абиогенным, поступающим из мантии Земли. Отличия касаются также условий и энергетических источников процессов нефтегазообразования.

В органической теории, источниками УВ считаются биолипиды, или жиры и жироподобные вещества, и биополимеры: аминокислоты, углеводы и лигнин живого вещества, преобразуемые в процессе литогенеза в геолипиды, или битумоиды и геополимеры. К геополимерам относятся различные гуминовые вещества.

Энергетическим источником преобразования ОВ на стадии диагенеза является деятельность анаэробных бактерий, а на стадии катагенеза – температура недр. При этом образование нефти и газа происходит в низкотемпературных условиях - нефти до 170 °С, а максимум образования термокаталитических газов от 180 до 250 °С.

Неорганические концепции отличаются большим разнообразием представлений об образовании нефти и газа.

Источниками УВ считаются: оксид углерода, диоксид углерода (углекислый газ), вода, карбонаты, карбиды и гидриды металлов, а также метан, простейшие углеводородные радикалы (СН, СН2, СН3) и другие УВ глубинного происхождения. Неорганические концепции исходят из жестких термобарических условий образования нефти и газа, характерных для верхней мантии и низов земной коры. Считается также, что образованию УВ могут способствовать резкие перепады давления, электромагнитных и акустических полей, которые вызываются землетрясениями.

В настоящее время среди гипотез неорганического происхождения нефти выделяются:

1) глубинная магматическая гипотеза Н.А. Кудрявцева (1951-1973);

2) баровакуумная гипотеза И.В. Гринберга (1965, 1982);

3) гипотеза дегазации мантии Земли П.Н. Кропоткина, Б.М. Валяева (1965);

4) космические гипотезы Ф. Хойла (1956) и В.П. Порфирьева (1957, 1967);

5) экзогенная космическая гипотеза Ю.Р. Каграманова и А.Е. Егикяна (2003);

6) газогеодинамические и флюидогеодинамические гипотезы К.А. Аникиева (1989), Т. Голда и С. Сотера (1985), В.И. Дюнина и А.В. Корзун (2001, 2003) и другие.

Неорганические гипотезы обоснованы термодинамическими расчётами, показывающими возможность существования УВ в условиях мантии Земли при температурах до 1500-1700 °С и давлениях до 6500 МПа, лабораторными экспериментами и фактическими данными. В настоящее время установлено, что более 15 % мировых запасов нефти и газа связаны с магматическими породами и корой выветривания фундамента осадочных бассейнов.

Основные факты неорганической концепции.

Неорганические концепции опираются на следующие факты.

Установленное наличие радикалов, углеродистых соединений и УВ в газопылевых облаках межзвёздной среды, в атмосферах Юпитера и спутника Сатурна Титана. Наличие метана в атмосферах планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Наличие битумоподобных веществ в метеоритах, в составе которых присутствуют н-алканы, изопреноиды (пристан и фитан), порфирины, а также углеводы, аминокислоты, жирные кислоты, и даже оптически активные вещества. Среднее содержание ОВ в углистых хондритах достигает 5 %.

Присутствие углеродистых соединений, а также водорода, окиси углерода, спиртов, метана и некоторых, более сложных УВ в продуктах магматизма мантийного происхождения, в гидротермальных системах современного и древнего вулканизма.

Результаты термодинамических теоретических расчётов, указывающие на возможность существования метана и тяжелых УВ в условиях мантии Земли.

Результаты лабораторных экспериментов по синтезу УВ из неорганических компонентов (мрамора, кальцита, вюстита (FеО) и дистиллированной воды) при давлениях и температурах, соответствующих условиям верхней мантии.

Восполнение запасов УВ во многих залежах в процессе их разработки, то есть существование месторождений с самовоспроизводящимися запасами.

Установленные в разных регионах увеличения дебитов скважин, вплоть до фонтанирования после их различных простоев и землетрясений.

Молодой кайнозойский возраст многих залежей природного газа и нефти древних платформ, не согласующийся с возрастом вмещающих пород.

Наличие уникальных и крупных по запасам месторождений нефти и газа в кристаллических породах фундамента, а также следы присутствия УВ в изверженных, метаморфических и метасоматических породах.

Основные положения и факты органической теории

Согласно органической теории процесс нефте- и газообразования развивается периодично, стадийно, длительно и непрерывно, имеет региональный характер и прямо связан с тектогенезом и литогенезом.

Формирование месторождений происходит в течение двух следующих этапов: нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Этап нефтегазообразования разделяется на следующие три стадии.

Стадия накопления или седиментогенеза биогенного ОВ. Эта стадия протекает в субаквальной анаэробной восстановительной среде глинистых и карбонатных осадков.

Стадия биохимического преобразования ОВ или диагенеза. Главным фактором диагенеза является деятельность микроорганизмов. Диагенез ОВ протекает при погружении осадков в зону пластовых температурах от 0 до 20-50 °С. В результате ОВ преобразуется в гуминовые и сапропелевые кислоты и битумоиды, а минеральный осадок в диагенезе превращается в осадочную породу.

Стадия термокаталитического преобразования ОВ или катагенеза, генерации и эмиграции УВ. Главным фактором катагенеза является температура. Катагенез ОВ протекает при погружении осадочных пород в зону температур от 20-50 до 300 °С. В начале катагенеза гуминовые и сапропелевые кислоты переходят в новую, нерастворимую форму – нерастворимое ОВ или кероген. Кероген нерастворим в воде, органических растворителях, кислотах и щелочах.

На стадии катагенеза кероген глинистых и карбонатных пород производит битумоиды или микронефть. Поэтому данные породы называются нефте- и газопроизводящими. Битумоиды диффузно рассеяны в породе и состоят из смол, асфальтенов и УВ. На этой же стадии происходит и эмиграция или первичная миграция жидких и газообразных УВ из нефте- и газопроизводящих пород в смежно рассоложенные породы-коллекторы.

Наиболее интенсивная генерация и первичная миграция жидких УВ происходит при температурах от 110 до 170 °С, а газа - при температурах от 180 до 250 °С.

При температуре выше 300 °С ОВ осадочных пород полностью теряет свой генерационный или нефтегазопроизводящий потенциал и переходит в зону метаморфизма, где превращается в органический графит.

Этап нефтегазонакопления разделяется на две стадии.

Стадия вторичной миграция нефти и газа и формирования месторождений. Миграция нефти и газа протекает в породах-коллекторах природных резервуаров, а их аккумуляция или накопление происходит в ловушках природных резервуаров.

Стадия переформирования или разрушения залежей нефти и газа происходит в результате изменения условий залегания нефти и газа ловушках и действия следующих факторов: тектонического, денудационно-эрозионного, гидродинамического, физико-химического, химического и биохимического, термально-метаморфического и диффузионного.

Основные факты органической теории.

Наличие в составе нефтей хемофоссилий и свойство нефтей вращать плоскость поляризации света.

Генетическая связь между составом нефтей и составом ОВ нефтепроизводящих пород.

Всеобщее проявление вертикальной фазово-генетической или термобарической зональности нефте- и газообразования, нефте- и газонакопления в разрезе осадочного чехла.

Наличие залежей УВ в линзах песчаников, находящихся в толщах пластичных, практически непроницаемых пород.

Формирование сингенетичных залежей нефти в сапропелево-кремнисто-глинистых нефтепроизводящих породах.

Образование нефтяных УВ в илах современных морей и озёр.

Залегание основной части скоплений нефти и газа в осадочной оболочке Земли.

Варианты решения проблемы происхождения нефти и газа

в органической теории. Гибридные представления о

происхождении нефти газа

В настоящее время органическая теория считается наиболее разработанной и обоснованной. На её основе написаны руководящие документы Министерства топлива и энергетики и Министерства природных ресурсов, а также все учебники по геологии и геохимии нефти и газа, как в России, так в других странах.

Тем не менее, в последние годы увеличивается число фактов, не укладывающихся в рамки классической органической теории. Поэтому в ней развиваются новые модификации:

1. Плитотектоническкая модель, связывающая происхождение нефти с тектоникой литосферных плит. (Х. Хедберг, О.Г. Сорохтин, С.А. Ушаков, В.В. Федынский, Л.И. Лобковский, В.П. Гаврилов).

2 Высокотемпературный флюидодинамический вариант (А.В Кудельский, К.И. Лукашев).

3. Флюидодинамическая модель (Б.А. Соколов; 1985).

4 Тектоно-механико-химическая (динамокатагенетическая или тектонодинамическая) модель (Ю.А. Пецюха).

Гибридные, или смешанные представления о происхождения нефти газа появились и развиваются на основе учета данных органической и неорганической концепций. Они допускают возможность образования нефти и газа одновременно за счёт органических и неорганических источников углерода и водорода при различном их вкладе в этот процесс. Среди них можно выделить:

1) геодинамическую микстгенетическую (смешанную) концепцию В.П. Гаврилова;

2) концепцию полигенеза нефти и газа А.Н. Дмитриевского.

В заключение, можно сделать вывод, что основные различия, или противоречия, в органических и неорганических концепциях касаются процессов нефтегазообразования.

Что касается процессов нефтегазонакопления, то здесь имеются сходства. Накопление УВ происходит в ловушках осадочного чехла и верхней части фундамента осадочных бассейнов. При этом органические концепции отдают предпочтение латеральной миграции УВ в струйной форме по пластам коллекторам, а неорганические концепции вертикальной миграции флюидов по зонам разломов.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ к практической работе «Происхождение нефти и газа»

Первыми органическую гипотезу происхождения нефти предложили:

а - И. Генкель, Б. де Молье, М.В. Ломоносов

б – Э. Ленц, С. Протт, С. Клоэцв - А. Гумбольдт, М. Бертло, М.Г. БиассонПервыми неорганическую гипотезу происхождения нефти предложили и развивали:

а – Ж. Бюффон, Дж. Геттон, Дж. Ньюбериб – А. Гумбольдт, М. Бертло, М.Г. Биассон, М. Кокнанд, Д.И. Менделеев, В.Д. Соколов

в - И. Генкель, Б. де Молье, М.В. Ломоносов

Органическая теория происхождения нефти и газа опирается на пять основных фактов:

а - наличие органических соединений и УВ в космическом веществе

б – наличие хемофоссилий в нефтяхв - вертикальная фазово-генетическая зональность нефтегазообразования инефтегазонакопленияг - наличие залежей УВ в линзах песчаников, изолированных глинами

д - наличие органических соединений и УВ в продуктах магматизмае – генетическая связь между составом и нефтей и органическим веществом нефтепроизводящих пород

ж – наличие уникальных и крупных по запасам месторождений нефти и газа в кристаллических породах фундамента

з - распространение залежей нефти и газа вниз по разрезу нефтегазоносных бассейнов до фундамента включительно

и – образование нефтяных УВ в илах современных морей и озёр

Неорганические гипотезы происхождения нефти газа опираются на пять основных фактов:

а - вертикальная фазово-генетическая зональность нефтегазообразования и

нефтегазонакопленияб - наличие органических соединений и УВ в продуктах магматизмав - наличие залежей УВ в линзах песчаников, изолированных глинами

г - распространение залежей нефти и газа вниз по разрезу нефтегазоносных бассейнов до фундамента включительно

д - наличие хемофоссилий в нефтяхе - наличие органических соединений и УВ в космическом веществе

ж – существование углеводородной дегазации в «холодных» немагматических условиях сквозных проницаемых зон

з- результаты лабораторных экспериментов и термодинамических расчётов

Главные отличия органической и неорганической концепции происхождения нефти и газа связаны с решением двух вопросов:

а – с источником углерода

б – энергетическими источниками образования УВ

в – с факторами миграции УВ

г – типом органического вещества

В органической теории происхождения нефти и газа источниками УВ считаются две группы веществ:

а – биолипиды б – окись углерода в – углекислый газ

г – вода д – карбонаты е – карбиды и гидриды металлов

ж – метан з – УВ-радикалы (СН, СН2, СН3) и - биополимеры

В неорганической концепции происхождения нефти и газа источниками УВ считаются семь веществ и групп веществ:

а –жирыб – окись углеродав - аминокислоты

г – углекислый газд – углеводые – вода

ж – карбонаты з – лигнини – карбиды и гидриды металлов

к – метанл – липоидым - УВ-радикалы (СН, СН2, СН3)

В органической и неорганической концепции происхождения нефти и газа имеются сходства:

а – аккумуляция УВ происходит в ловушках осадочного чехла и верхней части фундамента осадочных бассейнов

б – миграция УВ происходит вертикально по зонам глубинных разломов

в – энергетическими источниками образования УВ является деятельность бактерий и температура

Сложность проблемы происхождения нефти и газа связана:

а – с выбором энергетических источников образования УВ

б – со способностью нефти и газа мигрировать в земной коре

в - с выбором источников углерода и водорода

Согласно теории органического происхождения нефти и газа процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления развиваются в рамках следующих четырёх стадий:

а – седиментогенеза и диагенеза ОВ

б – гипергенеза ОВ

в – катагенеза ОВ, генерации и эмиграции УВ

г – метаморфизма ОВ

д – миграции нефти и газа

е – формирования и переформирования месторождений

ж – биодеградации УВ

з – переноса продуктов разрушения пород и залежей в пониженные участки земной поверхности.

Практическая работа № 3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ – КАУСТОБИОЛИТАХ

Цель: закрепить знания о каустобиолитах, как разнообразных (твёрдых, жидких, газообразных) горючих ископаемых, биогенного происхождения, условиях их образования и преобразования, общих и отличительных признаках и свойствах, генетической классификации и месте нефти и газа среди каустобиолитов.

Задачи:

Прочитать текст и изучить:

Свойства, условия образования и преобразования каустобиолитов двух генетических ветвей: битумной и угольной;

генетическую классификацию каустобиолитов;

общие и отличительные признаки каустобиолитов.

Кратко письменно ответить на контрольные вопросы

Выполнить тестовые задания

Ответы формулировать на отдельном листе, на котором указать фамилию, группу и дату.

Понятие о каустобиолитах.

Начало классификации твёрдых горючих ископаемых - углей и горючих сланцев положил немецкий учёный Г. Потонье (1908), для которых он ввёл термин «каустобиолиты». В переводе с греческого этот термин означает: горючий (каустос) камень (литос) биогенного (биос) происхождения.

Позже основатель теории органического происхождения нефти и газа Иван Михайлович Губкин распространил понятие «каустобиолиты» на все горные породы и минералы богатые органическим веществом (ОВ) и обладающие способностью гореть, включая нефти и другие природные битумы производные от нефти: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты, антраксолиты и другие.

Мальта (лат. maltha, от греч. mltha, mlthe — смесь воска и смолы), густая, вязкая нефть, содержащая, помимо углеводородов, большое количество асфальтово-смолистых компонентов (не менее 35 %). Плотность близка к 1,0 г/см3. По наиболее распространённым представлениям, мальта — продукт осмоления и полимеризации нефти; по мнению некоторых исследователей, мальта — промежуточное звено между исходным нефтематеринским органическим веществом и собственно нефтью.

Асфальтиты, твёрдые природные битумы, представляющие собой продукт существенного гипергенного изменения нефтей близ поверхности Земли. Асфальтиты плавятся при температуре выше 100°C, целиком растворяются в сероуглероде и хлороформ

Природные битумы подразделяются на нафтиды и нафтоиды. Нафтиды весьма широко распространены в природе — это нефть и её естественные производные: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты, озокериты и т.д. Мальты представляют собой вязкие сгустившиеся нефти, подвергшиеся выветриванию.

КЕРИТЫ — групповое классификационное название твердых, хрупких углеподобных битумов, полностью не растворяющихся в хлороформе (содер. карбоидов от 10 — 15 до 95% ) и не плавящихся без разложения. Излом раковистый или неровный, обычно слабо блестящий. От высших асфальтитов К. отличаются неполной растворимостью

КАРБОИДЫ [carbo — уголь; (эйдос) — подобный] — термин, предложенный Маркуссоном (Markusson, 1918) для обозн. нерастворимой в хлороформе и аналогичных растворителях фракции асфальтово-смолистых компонентов нафтидов и нафтоидов. Твердые, углеподобные вещества, обладающие уплотненной молекулярной структурой, доставляют основную часть орг. вещества керитовНАФТОИДЫ (а. naphthoids; н. Naphtoide; ф. naphtoides; и. naftoides, naphtoides) — группа природных битумов, образующихся при локальном воздействии высокой температуры и давления на обогащённые органические веществом породы.

ОЗОКЕРИТЫ [ (озо) — издаю запах; (керос) — воск] — групповое классификационное название битумов,

Озокерит (горный, или минеральный, воск)-минерал из группы нефтяных битумов, масляная часть которых сложена в основном твердыми углеводородами преимущественно парафинового ряда (церезинами). В зависимости от содер. жидких масел и смолистых веществ, цвет О. варьирует от светло-желтого до почти черного, а консистенция — от мягкой, пластичной до твердой, хрупкой; температура каплепадения соответственно колеблется от 40 до 100 °С, чаще — от 50 до 80 °С. Излом неровный, структура иногда волокнистая. Элементарный состав близок к составу парафина. Уд. в. от 0,85 до 0,97, чаще 0,91 — 0,95. О. встречаются в форме жильных скоплений или пластовых залежей; в последних О. заполняет поровые пространства коллектора. Используется в лечебных целях.

ЦЕРЕЗИН, смесь твердых предельных углеводородов состава C36-C55, преим. разветвленных алифатических. Воскообразное в-во от белого до коричневого цвета; мол. м. 500-700; т. пл. (каплепад.) 65-85 °С; не раств. в воде и спиртах, хорошо раств. в бензине, ограниченно - в минер. маслах.

АНТРАКСОЛИТЫ (а. anthraxolites; н. Antra- xolite; ф. antraxolites; и. antraxolitas) — группа твёрдых углеродистых соединений, нерастворимых в органических растворителях и состоящих в основнм из углерода (95-100%). По составу и некоторым свойствам близки к антрацитам. Плотность 1300-2000 кг/м3. Антраксолиты представляют собой продукты сильного (низшие антраксолиты) и очень сильного (высшие антраксолиты) метаморфического изменения нефтей. К антраксолитам относятся также шунгиты.

В зависимости от агрегатного, или фазового, состояния горючие ископаемые подразделяются на твёрдые, жидкие и газообразные. Главное их свойство – способность гореть определяется сходством элементного состава, в котором преобладают углерод и водород, а также присутствуют три основных гетероэлемента: кислород, азот и сера. Соотношение данных элементов определяет свойства и фазовое состояние полезных ископаемых, от которых в свою очередь зависят способы их добычи и использования в качестве источника энергии и сырья для химической промышленности.

Классификации каустобиолитов. Среди различных классификаций каустобиолитов широкое распространение получила генетическая классификация каустобиолитов В.А. Успенского и О.А. Радченко (1964, 1979), в которой каустобиолиты по условиям образования разделяются на два генетических ряда: угольный или гумусовый и нефтяной или битумный. Каустобиолиты угольного ряда представлены концентрированными формами горючего ископаемого вещества сингенетичного осадкам и осадочным породам – это: торф, сапропелиты, разнообразные угли и горючие сланцы.

ТОРФ (нем. Torf) - горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. В процессе углефикации захороненный в недрах Земли торф последовательно превращается (при соответствующих условиях) сначала в бурый, затем в каменный уголь и антрацит.

САПРОПЕЛИТЫ - группа ископаемых углей - продукт преобразования остатков низших растений и простейших микроорганизмов, накопившихся в условиях озерных или лагунных фаций. Выход летучих веществ 60-90%, первичного дегтя св. 50%. Сырье для получения жидкого топлива.

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ - полезное ископаемое, состоящее из органической (сапропелевой или гумусово-сапропелевой - от 10-30 до 50-70% по массе) и минеральной (глинистой, кремнистой и др.) частей. При сухой перегонке горючие сланцы получают смолу (сланцевое масло) - источник химических продуктов, горючие газы и подсмольные воды. Выход смол 5-50%. Максимальная теплота сгорания 14,6-16,7 МДж/кг. Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 450 трлн. т.

Каустобиолиты нефтяного ряда представлены залежами горючих углеводородных газов, нефтей и её производных – природных битумов, а также их аналогов. Залежи каустобиолитов нефтяного ряда имеют миграционную природу, то есть являются эпигенетичными по отношению к вмещающим горным породам и по генезису разделяются на три линии: окислительную, или гипергенную, термическую, или термально-метаморфическую и фазово-миграционную. В зависимости от степени метаморфизма или окисления природные битумы могут иметь вязкую, вязкопластичную и твёрдую консистенцию, быть растворимыми или не растворимыми в органических растворителях и нефтях (табл. 1).

М.К. Калинко все природные органические вещества нефтяного ряда, включая углеводородные газы и газовые гидраты, объединил термином «нафтиды», который получил широкое распространение.

Существует также особая генетическая ветвь природных битумов, которая не связана своим происхождением с нефтью и представлена продуктами локального воздействия на концентрированное ОВ высоких температур или тектонических напряжений. Природные битумы этой генетической ветви называются нафтоидами, то есть нефтеподобными.

Общие и отличительные признаки и свойства каустобиолитов.:

1) горючесть;

2) биогенное происхождение;

3) образование в процессе литогенеза в осадках и осадочных породах из ОВ высших растений или планктона, сапрофитов и бентоса;

4) эволюция или преобразование в результате изменения геохимических условий, температуры и давления;

5) преобладание в элементном составе углерода, который образует различные по сложности и молекулярной массе соединения с водородом;

6) присутствие кислород- серо- и азотсодержащих органических соединений.

Катагенез (геол.)», обозначающий совокупность химических преобразований горной породы после перекрытия её слоями нового осадка

При погружении горных пород растет литостатическое давление и пластовая температура. В результате происходят катагенетические преобразования горных пород и содержащихся в них каустобиолитов. Катагенез каустобиолитов заключается в карбонизации или углефикации ОВ. В результате в каустобиолитах растет содержание углерода за счёт уменьшения количества водорода и других гетероатомов. Битумы нефтяного ряда становятся углеподобными. При температурах выше 300 °С, соответствующих региональному метаморфизму все каустобиолиты в результате углефикации превращаются в органический графит.

Гипергенез (от гипер... и...генез) - совокупность процессов химического и физического преобразования минеральных веществ в верхних частях земной коры и на ее поверхности (при невысоких температурах) под действием атмосферы, гидросферы и живых организмов.

В зоне гипергенеза нефти подвергаются дегазации, воздействию инфильтрационных вод, которые содержат кислород и микроорганизмы. Изменение нефтей происходит вследствие вымывания воднорастворимых компонентов, окисления и биодеградации. Биодеградация - это преобразование нефтей микроорганизмами на границе раздела нефть - вода. Бактериальному разрушению подвергаются в первую очередь нормальные алканы средних и высших фракций нефтей. Известно более 30 родов и 100 видов бактерий, грибов и плесеней, развивающихся на нефти. Углеводородокисляющие бактерии могут существовать при температуре 80-90 оС с минерализацией пластовых вод до 200 г/л.

Все эти процессы сопровождаются постепенным увеличением в нефтях доли смол и асфальтенов, сернистых, кислородных и азотистых соединений, повышением плотности, вязкости, а также - уменьшением содержания алканов. В результате нефть меняет свои свойства и превращается в мальту и другие асфальтовые битумы (асфальты, асфальтиты), которые заполняют трещины и поровое пространство пород-коллекторов.

Таблица 1. Свойства природных битумов

Класс Консистенция Плотность, г/см3 Растворимость в хлороформе, % Содержание масел, % Температура плавления

(размягчения),

°С

Нефти От жидкой до вязкой 0,73-1,04 100 65-100 От 40-24

и ниже

Мальты От вязкой

до твердой 0,96-1,05 100 65-40 35-40

Асфальты То же 1,03-1,10 100 40-25 До 100

Асфальтиты Твердая 1,10-1,20 100 или

100 Меньше 25 100-300

КеритыТо же 1,07-1,30 20-10

и меньше Меньше 5 Не плавятся

АнтраксолитыОчень

твердая 1,3-2,0 Нерастворимы - То же

Озокериты От вязкой до твердой 0,85-0,97 100 45-95 от 35-40

до 85-100

Отличительные признаки и свойства каустобиолитов. Главными из них являются:

1) отношение залежей к вмещающей породе: каустобиолиты угольного ряда сингенетичны, а каустобиолиты битумного ряда эпигенетичны;

2) генетический тип исходного органического вещества: для каустобиолитов угольного ряда исходным в основном является ОВ высших растений, а для каустобиолитов битумного ряда – ОВ низших организмов (планктона, бентоса, сапрофитов);

3) концентрация исходного ОВ в осадках и осадочных породах: каустобиолиты угольного ряда связаны с концентрированным ОВ, а каустобиолиты битумного или нефтяного ряда – с рассеянным ОВ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Какие вещества называются каустобиолитами?

Кратко охарактеризуйте основных представителей каустобиолитов битумного и угольного генетического рядов.

Объясните, почему каустобиолиты угольного ряда сингенетичны, а каустобиолиты битумного ряда эпигенетичны.

Что происходит с нефтью и другими каустобиолитами в процессе катагенеза?

В чем заключается суть процессов гипергенеза?

Что такое биодеградация нефти?

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Выделите три общих признака каустобиолитов битумного и угольного генетического ряда:

а - преобладание в элементном составе углерода

б - эпигенетичное отношение залежей к вмещающей породе

в - присутствие гетероатомных кислород- серо- и азотсодержащих соединений

г - образование в процессе литогенеза в осадках и осадочных породах

д - сингенетичное отношение залежей к вмещающей породе

е – образование из рассеянного органического вещества

Выделите два отличительных признака каустобиолитов битумного и угольного генетического рядов:

а - превращение в результате изменения геохимических условий, температуры и давления

б - различная степень концентрации исходного ОВ в осадках

в - биогенное происхождение

г - различные генетические типы исходного ОВ

д - горючесть

Какой класс природных битумов соответствует каменноугольной стадии углефикации:

а – мальты;б – антраксолиты;в – кериты;г – озокериты; д - асфальты;

Какие два процесса обусловливают сближение физических и химических свойств каустобиолитов угольного и нефтяного генетического ряда:

а – карбонизация;б – дефлюидизация;в – метанизация; г – гумификация; д – битуминизация

Изменение состава и свойств каустобиолитов при гипергенезе идёт по следующим двум направлениям:

а – увеличении содержания гетероатомов;б – метанизации;

в – увеличении плотности и вязкости;г - карбонизации;

д – уменьшении плотности и вязкости

Нафтиды - это:

а - особая генетическая ветвь природных битумов, не связанная по происхождению с нефтью

б - вещества, извлекаемые из горной породы органическими растворителями

в - углеводородные газы, нефти и их естественные производные – природные битумы

г - группа природных битумов, в составе которых преобладают асфальтово-смолистые вещества

Нафтоиды - это:

а - вещества, извлекаемые из горной породы органическими растворителями

б - углеводородные газы, нефти и их естественные производные – природные битумы

в - особая генетическая ветвь природных битумов, не связанная по происхождению с нефтьюг - группа природных битумов, в составе которых преобладают асфальтово-смолистые вещества

Практическая работа № 4

Экологические проблемы добычи нефти в шельфовой зоне

Цель: рассмотреть проблемы, возникающие при авариях на нефтяных платформах.

Задание:

Посмотреть документальный фильм «Разлив нефти».

Написать краткое эссе с ответами на следующие вопросы:

Насколько оправдана добыча нефти на шельфе

Что делать, чтобы подобное не повторилось?

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭКОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА»

Методика самостоятельной работы студента.

Важнейшая форма работы студентов при изучении предмета - самостоятельная работа с книгой.

Изучать темы, предложенные для самостоятельной работы рекомендуется в следующем порядке:

Ознакомиться с требованиями программы и вопросами, поставленными преподавателем по данной теме.

Прочитать все параграфы учебника, относящиеся к данной теме, а также методические указания к ее выполнению. При первом чтении не следует особенно задерживаться на математических выводах и схемах, нужно лишь составить общее представление об излагаемых вопросах, а также отметить особенно трудные или неясные места.

Перейти к тщательному изучению материала, усвоить теоретические положения, математические зависимости и их выводы, а также примеры конкретного применения того или иного метода анализа.

Чтобы облегчить запоминание и усвоение изучаемого материала, полезно завести рабочую тетрадь и заносить в нее формулировки законов и основных понятий, значения новых незнакомых терминов, названия, формулы и уравнения реакций. Приводимые в учебниках описания опытов и таблицы запоминать не нужно.

Закончив изучение той или иной темы, необходимо ответить на вопросы, поставленные преподавателем по данной теме, рекомендуется также ответить на вопросы, помещенные в учебнике после каждой темы, а затем уже переходить к следующей.

Цель этих вопросов, с одной стороны - обратить внимание учащихся на наиболее важные положения изучаемых тем, с другой - дать возможность проверить самим, все ли главное ими усвоено и правильно понято. В случае затруднений следует обратиться за консультацией на кафедру. При ответах на вопросы нужно стараться не пользоваться ни учебником, ни конспектом.

Перечень примерных тем рефератов:

контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы:

Примерный перечень тем рефератов

Вклад нефтегазодобычи в выбросы парниковых газов

Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды городов ХМАО

Влияние нефтяного загрязнения на зооценозы ХМАО

Влияние нефтяного загрязнения на фитоценозы ХМАО

Влияние социально-экономических факторов на экологические проблемы нефтяной отрасли

Краткая история развития нефтедобывающей отрасли.

Основные загрязнители атмосферного воздуха в нефтедобывающих районах России

Основные загрязнители почвы в ХМАО

Основные источники загрязнения водоемов в ХМАО

Особенности загрязнения атмосферного воздуха в ХМАО

Оценка воздействия нефтедобычи на окружающую среду.

Оценка воздействия нефтепереработки на окружающую среду.

Оценка воздействия транспортировки нефтепродуктов на окружающую среду.

Проблемы промышленных и бытовых отходов нефтедобывающей отрасли.

Радиационная безопасность в нефтеразведке и нефтедобычи.

Техногенные катастрофы в нефтегазовой отрасли

Устойчивое развитие и рациональное природопользование.

Экологические особенности нефтедобычи

Экологические последствия работы предприятий нефтеперерабатывающей промышленности

Экологические последствия техногенных аварий и катастроф.

Экологические последствия транспорта нефти

Экологические проблемы лесов в нефтедобывающих районах ХМАО

Экологические проблемы нефтедобывающих регионов России

Экологический мониторинг нефтедобывающих регионов.

Экологическое картирование нарушенных земель в районах нефтедобычи

Текущий контроль знаний студентов осуществляется:

1) в защите рефератов по темам лекционных, практических и самостоятельных занятий;

2) в письменной форме по теоретическому и практическому разделам во время контрольных недель, предусмотренных для официальной аттестации студентов;

Итоговый контроль – зачет.

Примерные вопросы к контрольной работе:

Виды углеводородного сырья.

Воздействие при переработке углеводородного сырья на окружающую природную среду.

Воздействие при разведке углеводородного сырья на окружающую природную среду.

Воздействие при транспортировке углеводородного сырья на окружающую природную среду.

Воздействие при хранении углеводородного сырья на окружающую природную среду.

Динамика мировой и российской добычи и потребления нефти и газа.

Изменения в геологической среде при разработке месторождений и их последствия.

Источники, пути и масштабы поступления в окружающую среду углеводородов и сопутствующих отходов при освоении и разработке месторождений.

Классификация нефтей и их физические свойства.

Методы предупреждения и ликвидации технологического и аварийного воздействия на окружающую среду в процессе добычи, транспорта и хранения, переработки углеводородного сырья.

Обращение с отходами нефтегазового комплекса.

Общая характеристика нефтегазодобывающей отрасли.

Общая характеристика технологических процессов разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений.

Определение класса опасности нефти, отдельных компонентов, продуктов сжигания.

Происхождение нефти и других каустобиолитов.

Пути миграции, трансформации и деградации загрязняющих компонентов нефти. Фотохимическое и биохимическое окисление нефти.

Роль нефтегазодобывающей отрасли в мировой и российской экономике.

структура потребления, рост потребности, перспективы, прогнозы.

Уровень воздействия углеводородов и сопутствующих отходов на природную среду.

Утилизация и захоронение отходов нефтедобычи.

Утилизация и захоронение отходов нефтепереработки.

Характеристика нефти как углеводородного сырья.

Характеристика природного газа как углеводородного сырья.

Химический и компонентный состав газа.

Химический и компонентный состав нефти.

Экологически рациональные и безопасные технологии добычи и использования углеводородного сырья.

Экологические последствия аварий газонефтепроводов.

Экологические последствия разливов нефти на водные экосистемы.

Экологические последствия разливов нефти на почвенные экосистемы.

Экологические проблемы техногенной миграции углеводородов при разработке месторождений и охрана недр.

Экологические проблемы транспорта, хранения, переработки и использования углеводородного сырья и продуктов его переработки.

Экотоксикологическая характеристика нефтей.

Перечень рекомендуемой основной и дополнительной литературой по дисциплине

N п/п Автор Название Место издания Наименование издательства Год издания

Базовый учебник

1 В. В. Тетельмин, В. А. Язев Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе: учеб. пособие для студентов, преподавателей, специалистов отрасли и экологов (Переиздание) Долгопрудный Интеллект 2013, 2011, 2009

Основная литература

Ю. И. Пиковский, Н. М. Исмаилов, М. Ф. Дорохова Основы нефтегазовой геоэкологии: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 05.03.06 (0220000) "Экология и природопользование" Москва ИНФРА-М 2015

А. Г. Милютин и др. Экология. Основы геоэкологии: учебник для бакалавров, студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров, магистров и дипломированных специалистов "Геология, разведка и разработка полезных ископаемых" Москва Юрайт2013

В. В. Тетельмин, В. А. Язев Рациональное природопользование: учеб. пособие для студентов и преподавателей общетехнических, биолог. и эколог. специальностей Долгопрудный Интеллект 2012

Дополнительная литература

Булатов, Валерий Иванович Нефть и экология: научные приоритеты в изучении нефтегазового комплекса : аналит. обзор Новосибирск ГПНТБ СО РАН 2004

Губкин, Иван Михайлович Учение о нефти : научное издание Москва Газпромнефть- Хантос : Праксис2007

Г.Н. Ерохин и др. Информационно-космические технологии для экологического анализа воздействия нефтедобычи на природную среду : аналит. обзор Новосибирск Гос. публ. науч.-техн. б-ка СО РАН, Югор. науч.-исслед. ин-т информ. технологий 2003

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет»

Электронные ресурсы

п/п ссылка на информационный ресурс наименование информационного ресурса доступность

https://www.biblio-online.ru ЭБС «Biblio-online» авторизированный доступ

http://diss.rsl.ruЭлектронная библиотека диссертаций РГБ авторизированный доступ

http://elibrary.ruНаучная электронная библиотека elibrary.ru авторизированный доступ

http://e.lanbook.com ЭБС Издательства «Лань» авторизированный доступ

http://nglib.ru Электронная библиотека «Нефть и газ» авторизированный доступ

http://znanium.com ЭБС ZNANIUM.COM авторизированный доступ

Консультант + Локальная сеть

Информационные ресурсы интернет-сайтов

№ Ссылка на сайт Наименование сайта

http://en.edu.ruЕстественно-научный образовательный портал

http://www.edulib.ruЦентральная библиотека образовательных ресурсов

http://www.ecolife.ru/Электронная версия журнала «Экология и жизнь»

http://www.ecoline.ru/Портал общественной организации «Эколайн»

http://www.mhts.ru/Портал кафедры МГТУ им. М.Э. Баумана «Экология и промышленная безопасность»

Составил________________В.В. Углев

Похожие работы:

«Урок биологии в 9-м классе Биосинтез белка. Пластический обмен Учебник: “Биология. Общие закономерности. 9 класс”. С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Н.И. Сонин. Тип урока: изучение нового материала c использованием ИКТ.Цель урока:– Сформировать знания об основных...»

«Приложение к решению Совета города от "_" 2015 г. № _ Информация о работе отдела экологии и охраны окружающей среды администрации города за III квартал 2015 года Краткая информация о работе административной комиссии за III квартал 2015 года. Проведено заседаний административной комиссии – 13; Поступило пр...»

«МОУ СОШ п. Корфовский Элективный курс Экология и человек 11-й класс 2010 г. Пояснительная записка Курс “Экология и человек” рассчитан на 34 часов в 11 классе средней школы. Этот курс предназначен, во-первых – для восполнения пробелов в биологии по теме экология, во-вторых – для обращения вни...»

«ХАРРАСОВА АЛИНА АГЛЯМОВНА МБОУ СОШ № 101 с углубленным изучением экономики Демского района ГО г.Уфа РБНаучные руководители: Юсупова В.М., учитель биологии высшей категории, МБОУ СОШ № 101 Ямалеева А.А., доктор биологических н...»

«Пояснительная записка Программа составлена с учетом современного состояния науки и содержания предметной области “Химия” и “Биология” в средней общеобразовательной школе. Она соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта школьного курса по химии, биологии...»

«Специальность 060105.65 "Стоматология" Аннотация рабочей программы учебной дисциплины ЕН.Ф.07 "Анатомия человека. Анатомия головы и шеи" Целью изучения дисциплины является приобретение студентом глубок...»

«ПЛАН МЕРОПРИЯТИЙ ОРГАНОВ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКОГО ОКРУГА "ГОРОД УЛАН-УДЭ" с 14 по 20 августа 2017 года Дата проведенияВремя проведенияПроводимые мероприятия Ответственный Место проведения20.08 День Воздушного Флота...»

«2540043815Районная научно практическая конференция учащихся 2014 Предмет " Биология" Номинация "Реферат проблемно поискового характера" Тема: "Платовская лесная дача как культурное наследие родного края" Автор: Спирина Ксения учащаяся 10 класса МОБУ Рыбкинская средняя общеобразовательная шко...»

«ВАХОВСКОЕ МБДОУ ДС "ЛЕСНАЯ СКАЗКА"ПРОГРАММЫ ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ Дополнительная общеобразовательная программа "ЭКОША" Актуальность данной программы заключается в том, что экологическое воспитание и о...»

«Великое вблизи неуловимо 04.06.2014Великое вблизи неуловимо 4 июня в Каргасокском ДДТ традиционно  начал работать летний  профильный лагерь. Пятьдесят ребят будут отдыхать, и углубленно заниматься краеведением, экологией и вожатской деятельностью. У ХИКов (храните...»

«Урок 11Те ма: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КЛЕТКАХ. КЛЕТОЧНАЯ МЕМБРАНА Задачи: дать учащимся общие сведения о клетках, рассмотреть строение клеточной мембраны и ее значение в жизни клетки; познакомить с явлениями пиноцитоза и фагоцитоза. Элементы содержания: цитоплазма, ядро, органоиды, м...»

«Муниципальное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа № 28 г. Мытищи Интегрированный урок английского языка и информатики в 8-м классе по теме Экология сегодня (Ecology Today) Учитель английского языка первой квалификационной категории МОУ СОШ № 28 г. Мытищи Горбуновой Оксаны Викторовны 2010-201...»

«Классификация желез организма человека.-857885368301) Железы внутренней секреции (эндокринные) не имеют выводных протоков и выделяют свои секреты непосредственно в кровь. Эти секреты называются гормонами и обладают   -специфичн...»

«МБОУ" Костинологовская СОШ" Мамонтовского района, Алтайского края.Согласованно: Утверждено: Заместитель Директор школы Директора поУВР _ И.Н.Шуллер Протокол№ Приказ № И.С.Тормина от " " августа 2015года От " " августа 2015года Рабоч...»








 
2017 www.docx.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - интернет материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.