II.1. Основные химические элементы, входящие в состав нефтей и газов

Глава II ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ, ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И БИТУМОВ

Глава I. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ И РАЗВИТИЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВВЕДЕНИЕ

Максимов Е.М. Геология, поиск и разведка нефти и газа.- (Издание 2-е дополненное). Учебное пособие. Тюмень, ТюмГНГУ, 2005, -103с., ил.19

УДК 553.98

Г.

Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Тюмень, ТюмГНГУ

Учебное пособие представляет собой краткий курс лекций по предмету «Геология нефти и газа». Содержит основные сведения о химическом составе нефтей и природных газов, о породах–коллекторах, залежах и месторождениях нефти и газа, о закономерностях размещения и методах поисков и разведки месторождений нефти и газа в земной коре. Специальная глава посвящена характеристике Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

Предназначена для студентов специальностей 090600 - Разработка нефтяных и газовых месторождений,090800 - Бурение нефтяных и газовых скважин, 090790 - Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ.

Ил. 19, Табл. 20, список лит.18 назв.

Работа подготовлена Тюменским государственным нефтегазовым университетом.

Рецензенты: ЗапСибГеоНАЦ, кандидат геолого-минералогических наук А.П.Соколовский

Профессор кафедры Геологии нефти и газа ТюмГНГУ А.В.Рыльков

Ответственный редактор:

Максимов Е.М.

Тюменский государственный нефтегазовый университет

Доля нефти и газа в мировом энергетическом балансе в настоящее время составляет около 80%.

Поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений в нашей стране наращивает свои темпы, охватывая новые регионы и глубокие горизонты. Особая роль при этом возлагается на научный прогноз и обоснование постановки всех видов нефтегазопоисковых работ на решение этих задач в минимальные сроки и с минимальными средствами. В связи с этим высокие требования предъявляются ко всем нефтегазогеологическим наукам, в первую очередь – повышению точности прогноза новых нефтяных, газовых месторождений и перспективных территорий.

Геология нефти и газа – наука о закономерностях строения, формирования и размещения месторождений нефти и газа в земной коре. Она является частью общей науки о полезных ископаемых. Предмет ее изучения - естественные проявления, залежи, месторождения (местоскопления) нефти и газа, нефтегазоносные районы, области, провинции (бассейны). Главная ее цель – установление закономерностей в размещении скоплений нефти и газа в земных недрах, районирование нефтегазоносных территорий по перспективам нефтегазоносности, разработка рациональных научных методов прогноза новых месторождений, проектирование и проведение поисковых и разведочных работ на нефть и газ.

В своих исследованиях нефтегазовая геология опирается на достижения других наук – физики, химии, математики, механики, широко внедряет в практику новейшие приборы и ЭВМ. Особый вклад в открытие новых месторождений нефти и газа вносит геофизика с комплексом гравиметрических, сейсмических, магнитометрических и электронных методов изучения земных недр.

Учебное пособие составлено в форме краткого курса лекций по основным вопросам нефтегазовой геологии. Оно предназначено для студентов заочной и очной форм обучения негеологических специальностей – буровиков, разработчиков, проектировщиков и строителей нефтегазопроводов и нефтегазохранилищ, содержит основные сведения о залежах и месторождениях нефти и газа, методах их поисков и разведки. Отдельная глава XII посвящена геологии и нефтегазоносности Западно-Сибирской провинции.

Геология нефти и газа - наука молодая. Она заявила о себе в 1920-30 годах, главным образом, благодаря научным трудам академика И.М.Губкина. Его монография "Учение о нефти" вышла в свет в 1932 году и стала первым учебником по геологии нефти. Позже учебники по геологии нефти и газа были созданы И.О.Бродом и Н.А.Еременко (1950г), Н.А.Еременко (1961, 1968гг),И.В.Высоцким (1976г), А.А.Бакировым и др.(1982г), В.В.Семеновичем и др.(1987г), Э.А.Бакировым и др.(1980, 1990гг).

В 1921 году был создан первый в нашей стране нефтяной институт в Баку, а в 1930 – в Москве. В эти годы впервые началась подготовка специалистов геологов-нефтянников.

Отдельные достижения в области геологии нефти и газа были установлены еще до революции Д.И.Менделеевым, А.П.Карпинским, Д.В.Голубятниковым, К.П.Калицким. Еще в середине XIX века академиком Абихом была разработана антиклинальная теория для поисков месторождений нефти и газа, являющаяся основой поисковых работ и в настоящее время. В 1911 году в Майкопском районе И.М.Губкиным впервые установлен новый тип залежей, получивших название рукавообразных, связанных с зонами литологического выклинивания коллекторских пород. Это открытие положило началу направления поисков залежей нефти и газа неантиклинального типа.

В годы индустриализации, в 1930-40 годах в нашей стране было широко развернуто поисковое бурение на нефть и газ. Работы проводились по рекомендациям И.М.Губкина и вскоре увенчались успехом – открытием Второго Баку – Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Советская нефтяная наука в эти годы получила громадный объем фактического материала, позволившего разработать новые теоретические положения, новые методы поисков месторождений и нефтегазоносных территорий. В СССР сложилась современная нефтяная наука – учение о нефти. У ее истоков стоял академик И.М.Губкин, предсказавший открытие нефти в Западной Сибири. Наследие И.М.Губкина было развито А.Д.Архангельским, И.О.Бродом, А.А.Бакировым, Н.В.Вассоевичем, Н.А.Еременко, М.Ф.Мирчинком, А.А.Трофимуком и другими учеными-нефтяниками. Научные школы нефтяников в настоящее время существуют не только в столичных городах, но и в далеких периферийных частях страны, включая Сибирь и Дальний Восток. В 1964 году был открыт Тюменский индустриальный институт, который в 1994 году был переименован в Тюменский государственный нефтегазовый университет.

До середины XIX столетия нефть в промышленных масштабах не разрабатывалась, т.к. не было технических средств для ее добычи. Нефть добывалась кустарным способом из колодцев вблизи ее естественных выходов. Решающую роль в развитии нефтяной промышленности сыграло бурение. В Бакинском районе первая скважина была пробурена в 1848 году, но промышленная нефть здесь была получена только в 1871 году. На Кубани фонтан нефти с глубины 80 м. был получен в 1864 году, на Челекене – в 1876г. Поисковое бурение в районе Ухты было начато в 1870г. и в 1872 году был получен первый фонтан нефти. На Эмбе поисковые работы были начаты в 1892 году, и в 1899 году здесь получен промышленный приток нефти. В эти же годы первые месторождения нефти были выявлены на других континентах и в других странах: в Канаде – в 1857 году, в Германии и США – в 1859 году, в Италии – в 1860 году, в Румынии – в 1861 году, в Польше – в 1874 году, во Франции – в 1881 году.

Широкое внедрение вращательного бурения началось в 1925 году. В эти же годы началось внедрение геофизических методов в практику поисков нефти и газа.

Первые нефтеперегонные заводы были построены значительно раньше начала промышленной добычи нефти. В России такой завод был построен еще в 1821 году. Основная часть нефти при этом использовалась для получения керосина, который в те времена пользовался высоким спросом. В 1859 году на Апшеронском полуострове был построен первый крупный нефтеперегонный завод.

Добыча нефти до 1860 года на земном шаре состовляла 2-5 тыс.тонн в год. В первые же годы применения бурения добыча нефти возросла до десятков тыс.т. В 1862 году ее было добыто 30 тыс.т., а через 50 лет добыча нефти достигла 40 млн. т. В 1965 году мировая добыча нефти составила 1,5 млрд. т, а через 11 лет, в 1976 году, почти 3 млрд. т. В настоящее время геологоразведочные работы по добыче нефти и газа осуществляют свыше 100 стран мира (табл.1). Нефть и газ теперь добывают не только на континентах, но и на морских и океанических пространствах. На этой базе сейчас усиленно развивается новая отрасль геологии – морская геология. В 1981 году на шельфах морей и океанов было добыто (Англия, Норвегия, США, Мексика, Саудовская Аравия и др.) около 600 млн. тонн нефти.

До 1930-х годов в большинстве стран мира нефть добывалась с глубины до 300 м., на Кавказе – до 1000 м. Позже глубина бурения скважин на нефть возрастала на 500 м. в каждые 10 лет.

Главные центры мировой добычи нефти расположены в странах Ближнего Востока (Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Кувейт, Катар, Абу-Даби) – здесь в 2000 году добывалось 1078 млн. т. нефти и 205 млрд. м³. газа. Мировые разведанные запасы нефти на 2001 год составляли 140, 9 млрд. т., газа – 149,5 трлн. м³. Интенсивно ведется добыча нефти в странах Африки и Северном море (Англия, Норвегия).

Россия – могучая нефтяная держава мира. В 1988 году в СССР было добыто 624 млн. т. нефти, 770 млрд. м³. природного газа. Нефтяная промышленность нашей страны развивалась интенсивными методами.

Таблица 1

Мировая добыча нефти по странам и континентам, 2001г.

	Наименование страны	Годовая добыча млн.тонн	Наименование страны	Годовая добыча млн.тонн
Европа	Норвегия	162,1	Сев.Америка	США	351,7
Великобритания	117,9	Мексика	176,6
Дания	16,9	Канада	129,1
Другие страны	20,6	Итого	657,4
Итого	323,7	Центральная и Юж.ная Америка	Венесуэла	176,2
Ближний и дальний Восток	Саудовская Аравия	422,9	Бразилия	66,3
Иран	182,9	Аргентина	40,6
Ирак	117,9	Колумбия	31,0
Арабские Эмираты	113,2	Эквадор	21,2
Кувейт	104,2	Другие страны	18,7
Оман	47,4	Итого	354,0
Катар	36,0	Африка	Нигерия	105,2
Сирия	27,3	Ливия	67,0
Йемен	21,7	Алжир	65,8
Другие страны	2,3	Египет	37,3
Итого	1075,6	Габон	15,0
Страны Азии и Тихого океана	Китай	164,9	Конго	14,0
Индонезия	68,6	Другие страны	30,8
Малайзия	35,1	Итого	370,7
Индия	36,1		Россия	348,1
Австралия	31,8	Бывшие республики СССР	Казахстан	39,7
Вьетнам	17,1	Азербайждан	14,9
Таиланд	7,1	Туркменистан	8,0
Другие страны	9,5	Узбекистан	7,3
Итого	379,4	Другие страны	6,2
Итого	424,2
В 2002 году в мире было добыто нефти 3584,9 млн.т., из них страны ОПЕК – 1459,7 млн.т.

В 1891 году в России было добыто 4,5 млн. т. нефти, а в 1901 – 11,6 млн. т. В 1921 году добыча нефти в СССР снизилась до 3,8 млн. т., а перед началом Великой Отечественной войны в 1940 СССР добывал 31 млн. т. нефти.

В 1940-50-х годах усилиями геологов-нефтяников, буровиков и разработчиков в нашей стране была создана новая нефтяная база страны – Второе Баку, располагающаяся на территории Татарии, Башкирии, Пермской, Саратовской и Оренбургской областей; а в 1953 открыта еще одна нефтегазоносная провинция – Западно-Сибирская. В эти же годы нефтегазоносные территории были выявлены в Средней Азии и Восточной Сибири – на территории Красноярского края, Якутии, Иркутской области, на Сахалине.

По достигнутой добыче нефти и газа наша страна в настоящее время занимает одно из первых мест в мире. В 1949 году добыча нефти в СССР превысила 71 млн. т. В последующие годы добыча нефти в нашей стране продолжает расти быстрыми темпами: уже в 1965 году она достигла 243 млн. т., а через 15 лет, в 1980 – 603 млн. т. В 1992 году нефтяная промышленность в России была акционирована, были созданы нефтегазодобывающие компании: Лукойл, Юкос, Сургутнефтегаз, Татарстан, Башкортостан, Славнефть, Роснефть, Комитек, 1994 году – Сиданко, Онако, 1995 году – Тюменская нефтяная компания, Сибнефть, Восточная нефтяная компания, Юнко.

Таблица 2

Добыча нефти в России. 2002г., млн.т.

№	Наименование нефтедобывающих компаний	Добыча млн.т.
	Лукойл	75,5
	Юкос	69,3
	Сургутнефтегаз	49,2
	Тюменская нефтяная компания	37,5
	Сибнефть	26,3
	Татнефть	24,6
	Сиданко	16,3
	Роснефть	16,1
	Славнефть	14,7
	Башнефть	12,0
	ОАО Газпром	10,8
	Комитек	2,5
	Прочие добывающие компании	25,4
Всего по России	379,6

Яркую страницу в истории освоения нефтяных ресурсов страны вписали тюменские геологи, нефтяники, буровики и разработчики. В 1970 году из недр Тюменской области было добыто 28,5 млн. т. нефти и 9,5 млрд. м³. природного газа. Через 10 лет, в 1980 году эти показатели составили соответственно 307 млн. т. и 160 млрд. м³. В 1988 году добыча тюменской нефти составила 405,7 млн. т., газа – 510,4 млрд.м³. В 1994 г. добыча нефти упала до 219 млн. т., добыча газа достигала 529 млрд. м³., в 2000 году - 317,5 млн.т., газа – 595 млрд. м³.

Нефть и природный газ состоят главным образом из углерода и водорода. В качестве примесей в них присутствуют кислород, сера, азот и некоторые другие элементы. Из этих же элементов состоит весь органический мир (табл 3).

Таблица 3