Дисциплина: Геохимия нефти и газа

Дисциплина: Геохимия нефти и газа

Экзаменационные вопросы

Геохронология биогеохимической эволюции Земли. Роль окси и аноксигенного фотосинтеза в эволюции Земли. Глобальный цикл углерода. Роль СО2 в глобальном цикле углерода.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какое количество углерода ежегодно выводится из круговорота и захоранивается в осадках?	0,1 %
2. В каких 2-х формах находится углерод в осадочных отложениях?	1 Органической (рассеянное ОВ) 2 Неорганической 82% (карбонаты, гидрокарбонаты, СО2)
3. В каких формах находится углерод в атмосфере? Гидросфере?	Атмосфера – СО2 Гидросфера – СО32-, НСО3-, ОВ
4. Что происходит с ОВ в малом цикле углерода? Что в большом?

Формы нахождения углерода в природе. Изотопия углерода

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какое количество изотопов углерода на нашей планете?	Два стабильных 12С и 13С и один радиоактивный 14С с периодом полураспада 5570+-30 лет. В природе резко преобладает 12С. Кларки изотопов 12С - 98,89% и 13С – 1,11%.
2. Что используется в качестве международного эталона соотношений изотопов 12С и 13С?	Эталоном для углерода является белемнит мелового возраста формации PD (PDB). Его значение 13С/12С = 1,12372 х 10-2 .
3. Как различаются по изотопному составу современный биогенный углерод, древний биогенный, углерод магматического происхождения?	Изотопно более легкий современный биогенный (δ13С=-50-80), затем биогенный метаморфический (δ13С=-20-50) и наиболее тяжелый – магматического генезиса (δ13С=(+5) -(-30))
4. Какие аллотропные модификации углерода Вы знаете?	Алмаз, графит, карбин, фуллерен

Физико-химические свойства нефтей. Элементный и групповой состав нефтей. Технологические характеристики нефтей. Методы определения состава нефтей.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. В каких единицах выражается величина оптической активности?	Градус (угол поворота плоскости поляризованного луча)
2. Что такое люминисценция? Какие нефтяные вещества обладают люминесценцией?	Люминесценция – свечение вещества под действием внешнего облучения. Люминесцируют вещества, имеющие ненасыщенные связи или неспаренные электроны. В нефтях это полиароматические углеводороды, смолы, асфальтены и некоторые гетероатомные.
3. Назовите основные фракции нефти?	Бензиновая (нк-1400), Легроиновая (140-1800), Керосиновая (140-2200, (180-2400С) Соляровая (дизельная или легкий газойль) – 180-3500С, Остаток выше 3500С называется мазутом: Вакуумный топливный дистиллят (вакуумный газойль) (350-5000), Остаток – гудрон (асфальтовый дистиллят)– выше 5000С, Цилиндровый дистиллят (350-4900С)

Индивидуальный состав нефтей. Насыщенные углеводороды: состав, физические и химические свойства, содержание в нефти и газе.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какие соединения в ряду н-алканов при Н. У. являются газами, жидкими и твердыми веществами?	С1-С4 – газы, С5-С15 – жидкости, С16- – твердые
2. Опишите наиболее типичное молекулярно-массовое распределение н-алканов в нефтях?	Один-два максимума, приходящихся на С13-17 и/или С25-29, без выраженного преобладания четных или нечетных гомологов (нч/ч близко к 1,0). В легких нефтях максимум ММР н-алканов сдвинут в область С5-С10.
3. Как различается состав н-алканов сухих, попутных и жирных газов?	Сухие – С1 – 93-98%, С2-3 – 2-5%, С4+ - следы. Попутные и жирные С1 – 30-85%, остальное С2-5, С5 - до 2-20 %
4. Что такое нафтены?	Насыщенные циклические углеводороды

Индивидуальный состав нефтей. Ароматические углеводороды: состав, физические и химические свойства, содержание в нефти и газе.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какие группы ароматических углеводородов нефтей Вы знаете?	Арены представлены в нефтях бензолом и его гомологами, а также производными би-, три - и полициклических углеводородов. Гибридные структуры, содержащие в молекуле не только алкильные заместители, но и насыщенные циклы.
2. Какие соединения относятся к гетероатомным?	Углеводородные соединения, содержащие в своей молекуле, кроме углерода и водорода, другие элементы O, N, S, металлы.

Индивидуальный состав нефтей. Нафтеновые и гибридные соединения: состав, физические и химические свойства, содержание в нефти и газе. Индивидуальный состав нефтей. Смолисто-асфальтеновые и минеральные компоненты: состав, строение, физические и химические свойства, содержание в нефти и газе.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Что такое пакет, кристаллит, агрегат в строении молекул смол и асфальтенов?	Отдельные ароматические слои (периконденсированные структуры) налагаются один на другой, образуя пакеты или кристаллиты. Несколько кристаллитов могут образовывать агрегаты или мицеллы разных размеров.
2. Где используются знания о химическом составе нефтей? О групповом, элементном, фракционном составе?	Для определения качества нефти, ее генезиса, для определения оптимальных способов транспортировки и переработки, оценки стоимости нефти, стоимости ее добычи и переработки.

Гипотезы происхождения нефтей. Органическая гипотеза: исходные посылки, достоинства и недостатки. Гипотезы происхождения нефтей. Гипотеза глубинного неорганического синтеза: исходные посылки, достоинства и недостатки. Гипотезы происхождения нефтей. Современная осадочно-миграционная гипотеза (концепция дефлюидизации недр): достоинства и недостатки.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Что такое сапропелевый органический материал?	Остатки фито - и зоопланктона, накапливающиеся в субаквальных условиях. (проверить)
2. Каково происхождение гумусового ОВ?	Остатки континентальной растительности.
3. Что является биохимической основой сапропелевого ОВ?	Липидный материал (до 40%)
4. Что является биохимической основой гумусового ОВ?	Лигнин, пыльца, кутикулы

Четыре стадии эволюции захороненного органического вещества (ОВ). Краткая характеристика процессов и конечных продуктов преобразования ОВ на стадиях седиментогенеза, диагенеза, катагенеза и метагенеза (метаморфизма).

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какие продукты образуются в результате термического разрушения гумусового ОВ?	Сухой метановый газ и углерод
2. Что такое микронефть?	Жидкие нефтеподобные вещества, образующиеся при нагревании сапропелевого или смешенного ОВ – миграционно способная часть битумоида, включает масла и часть смол-асфальтенов, которые наименее сорбированы на породе.
3. Что такое Хемофоссилии и что с ними происходит в условиях диа - и катагенеза?	Это органические соединения, близкие по структуре биологическим молекулам. Они не входят в структуру керогена или смолисто-асфальтеновых веществ, а находятся в породе и нефтях в свободном (фоссилизованном) состоянии. Их содержание в нефтях и ОВ пород незначительно – 0,1-1,0%, так как в своей массе они разрушаются в недрах под действием температур и служат источником более легких УВ. Ал. А. Петров предложил относить к хемофоссилиям все углеводородные и неуглеводородные компоненты, в которых узнается структура биопредшественников.
4. При каких температурах органическое вещество начинает выделять микронефть?	80-1000С, активная фаза нефтевыделения наступает при температурах 100-1500С

Живое вещество – источник органического вещества осадочных пород. Группы химических веществ из которых состоят живые организмы. Направленность изменений, происходящих с ними при захоронении.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какие из четырех групп веществ, синтезируемых организмами наиболее важны с точки зрения нефтеобразования?	Липиды и липидоподобные соединения (липоиды), частично лигнин.

Видовой состав биопродуцентов. Четыре основных поставщика ОВ в осадки. Их влияние на состав и тип захороняющегося ОВ.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какие группы веществ поставляет в осадочные отложения планктон? Водоросли? Бактерии? Высшие растения?	Планктон – липиды и липоиды, водоросли - липиды и липоиды, бактерии - липиды и липоиды (автолиз), Высшие растения - лигнин.

Влияние видового состава биопродуцентов на состав и тип захороняющегося ОВ. Три основных типа осадочного ОВ.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Можно ли по химическому составу ОВ определить видовой состав исходных биопродуцентов? Если можно, то по каким признакам?	Можно. По составу хемофоссилий, изотопному составу (морское или континентальное происхождение).

Понятие «хемофоссилии». Основные классы хемофоссилий нефтей и ОВ пород.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Что такое реликтовые вещества, биометки можно ли их отнести к хемофоссилиям?	Да это одно и тоже!
2. Присутствуют ли хемофоссилии в структуре керогена?	В классическом представлении – нет. Но в структуре керогена присутствуют фрагменты, несущие информацию о биологическом происхождении. Эти фрагменты могут рассматриваться как биометки.
3. Являются ли хемофоссилиями ароматические соединения?	Некоторые хемофоссилии могут ароматизироваться в термокаталитических условиях пласта. Это вторично преобразованные хемофоссилии. Первичные хемофоссилии – неароматические структуры.
4. Назовите неуглеводородные хемофоссилии.	Порфирины
5. Может ли кероген выступать источником хемофоссилий?	Да. (см. вопрос 2 этой таблицы)

Эволюция «живого» вещества в осадочной толще. Процессы седиментогенеза. Факторы, благоприятствующие накоплению и сохранению ОВ в осадках.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Дайте определение седиментации.	Процесс взаимодействия био-, гидро - и лито - и атмосфер Земли, происходящий на начальной стадии осадконакопления при низких температурах и давлении.
2. Сингенетичное ОВ, определение.	Образовавшееся в той обстановке, в которой и отлагалось
3. Что происходит с живым веществом при седиментогенезе?	Теряет основную массу (80 %) биомолекул
4. Каковы доли растворенного и взвешенного ОВ в осадке на стадии седиментогенеза?	Растворенного – 45-70 % Взвешенного – до 20 %
5. Что мы называем детритным материалом?	Взвешенный органический материал, задерживающийся на ситах (какого размера?)
6. Что такое коэффициент фоссилизации?	Количество перешедшего в осадок органического вещества, относительно первичной продукции
7. Что такое «зоны апвелинга»?	Зоны подъема глубинных вод. Наличию этих зон способствуют сгонные ветры и циклонические круговороты, штормы, муссонные ветры (атмосферные явления), взаимодействие холодных и теплых течений и силы Кариолиса у западного побережья океанов.

Эволюция «живого» вещества в осадочной толще. Процессы, этапы и продукты диагенеза.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Чем характеризуются анаэробные условия микробиальной активности?	Глубина больше 10 м, недостаток О2, брожение, восстановительные условия, аквальные (субаквальные) условия.
2. Что является конечным продуктом диагенетического преобразования ОВ?	Кероген
3. Что такое кероген?	Нерастворимая форма ОВ, связанная с минеральной частью осадка химическими и физическими связями – геополимер.
4. Направленность эволюции органического вещества на стадии диагенеза?	Биомолекулы – фульвовые кислоты – гуминовые кислоты – гумин – кероген.
5. По каким элементам оценивают диагенетические потери?	Р, V, U – эти вещества накапливаются при постепенном окислении ОВ.

Эволюция органического вещества в осадочной толще. Процессы, этапы и продукты катагенеза и метаморфизма.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Какие изменения в составе и структуре керогена происходят на стадии катагенеза?	Увеличение содержания углерода (углификация), уплотнения структуры (усиление поликонденсации).
2. По каким показателям оценивают степень катагенеза ОВ?	Отражательная способность витринита, температура максимальной нефтегенерации (Rock-Eval).
3. Назовите геологические причины разрушения керогена.	Погружение осадочных отложений, возрастание пластовой температуры и давления.

Распределение органического вещества в стратисфере. Группы и формы ОВ осадочных пород.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Что такое микронефть?	Миграционно способная часть битумоида
2. Что такое кларк? Каков кларк органического углерода?	Среднее процентное содержание элемента в земной коре. 0,65 % (уточнено – 0,55-0,6 %).
3. При какой концентрации ОВ мы говорим о рассеянном ОВ? Концентрированном? Сильно концентрированном?	Рассеянное – до 2,5 %. Концентрированное – 2,5-40 %. Сильно концентрированное – более 40 %.

Нерастворимая форма ОВ пород: механизм образования, строение, классификация.

Дополнительный вопрос	Краткий ответ
1. Что такое хемофоссилии? Присутствуют ли они в керогене?
2. Как выделяют кероген из породы?
3. Какие фрагменты структуры керогена называют ядрами? Мостиками?	Ароматические слои – ядра, Алифатические цепи, - O-, - S-группы – мостики.
4. Назовите основные угольные мацералы в керогене.	Лейптинит, витринит, инертинит..
5. Какой тип керогена по классификации Тиссо и Вельте является нефтепроизводящим? Углепроизводящим? Сланцепроизводящим?	Нефтепроизводящий – II тип (планктон). Углепроизводящий – III тип (высшие растения). Сланцепроизвод. – I тип (водоросли, микроб. материал)

Направленность изменения ОВ на стадии катагенеза. Шкалы градаций катагенеза органического вещества. Методы оценки катагенетической превращенности ОВ. Шкалы градаций катагенеза органического вещества. Пиролитический метод исследования породы Rock-Eval. Стадии метода Rock-Eval. Геохимическая информация, получаемая по методу Rock-Eval. Нефтегенерационный потенциал горной породы (ПНМ) и органического вещества (ПОВНМ): методы количественной оценки (по Вассоевичу, Тиссо, по технологии Rock-Eval). Геологические и геохимические факторы, влияющие на нефтегазогенерационный потенциал породы. Нефтематеринская порода. Физические и химические методы оценки качества нефтематеринской породы. Общая схема образования нефти и газа. Особенности состава нефти и газа на стадиях диагенеза, катагенеза и метаморфизма. Миграция нефти и газа. Виды и формы миграции. Первичная миграция, её движущие силы и формы. Механизм протекания первичной миграции нефти в виде раствора в воде. Первичная миграция, её движущие силы и формы. Механизм протекания первичной миграции нефти в виде мицеллярного раствора в воде. Первичная миграция, её движущие силы и формы. Механизм протекания первичной миграции нефти в газовой и жидкой фазах. Первичная миграция, её движущие силы и формы. Механизм протекания первичной миграции нефти в форме диффузии. Вторичная миграция нефти и газа, её движущие силы и формы. Сила всплывания. Факторы способствующие и препятствующие всплыванию нефти и газа. Вторичная миграция нефти и газа, её движущие силы и формы. Капиллярное давление. Механизм противодействия капиллярного давления силам всплывания. Вторичная миграция нефти и газа, её движущие силы и формы. Гидродинамический напор, как механизм вторичной миграции. Три типа гидродинамических условий осадочных бассейнов. Виды и формы вторичной миграции. Схема дифференциального улавливания флюидов. Понятия нефтегазоносного комплекса и природного резервуара. Типы природных резервуаров. Элементы нефтегазоносных комплексов. Породы-коллекторы. Виды пустотного пространства в породах-коллекторах. Классификация пород-коллекторов. Породы-коллекторы. Основные петрофизические свойства пород-коллекторов. Пористость: виды и способы количественного определения. Породы-коллекторы. Основные петрофизические свойства пород-коллекторов. Проницаемость: виды, способы количественного определения, математического выражения. Породы-коллекторы. Основные петрофизические свойства пород-коллекторов. Коэффициент нефте, водо и газонасыщенности. Элементы нефтегазоносных комплексов. Породы-флюидоупоры: виды, признаки, по которым породы можно отнести к флюидоупорам. Понятие «давление прорыва». Ловушки и залежи нефти и газа. Классификация ловушек и залежей по . Понятие «месторождение нефти и газа». Классификации месторождений нефти и газа. Классификация Оленина по генетическому признаку. Виды вторичных физических и химических превращений нефтей в залежах. Термическое превращение и деасфальтенизация: направленность изменений, конечные продукты, примеры. Виды вторичных физических и химических превращений нефтей в залежах. Биодеградация и водная промывка: направленность изменений, конечные продукты, примеры. Виды вторичных физических и химических превращений нефтей в залежах. Диффузия, тектоническое расформирование залежи: направленность изменений, конечные продукты. Продукты природного вторичного преобразования нефтей: классификация нафтидов по Баженовой. Зональность размещения скоплений углеводородов. Глубинно-вертикальная зональность. Зональность размещения скоплений углеводородов. Геоструктурная зональность. Зональность размещения скоплений углеводородов. Литолого-фациальная зональность. Общие принципы современной теории системного анализа. Составные элементы природной нефтегазоносной системы. Методология системного анализа нефтегазоносности недр. Системные элементы нефтегазогеологической мегасистемы. Физико-химическая модель залежи углеводородов – теоретическая основа поисковой геохимии. Понятия геохимических полей и геохимических барьеров. Типы геохимических барьеров. Методы геохимического поиска месторождений нефти и газа. Атмогеохимический метод. Методы геохимического поиска месторождений нефти и газа. Битуминологический метод. Методы геохимического поиска месторождений нефти и газа. Литогеохимический метод. Методы геохимического поиска месторождений нефти и газа. Гидрогеохимический метод. Методы геохимического поиска месторождений нефти и газа. Биогеохимический метод. Методы геохимического поиска месторождений нефти и газа. Изотопно-геохимический метод.