- •Глава 1 предмет і значення геології
- •1.1 Земля – планета Сонячної системи
- •1.2 Форма, розміри та будова Землі
- •1.3 Геотектонічні гіпотези і теорії
- •Контрольні питання
- •Глава 2 мінерали та гірські породи
- •2.1 Мінерали та їх властивості
- •2.2 Класифікація мінералів
- •2.3 Магматизм та магматичні гірські породи
- •2.4 Седиментогенез та осадові гірські породи
- •2.5 Метаморфізм та метаморфічні гірські породи
- •Контрольні питання
- •Глава 3 вивітрювання гірських порід
- •3.1 Фізичне вивітрювання
- •3.2 Хімічне вивітрювання
- •3.3 Біологічне вивітрювання
- •Контрольні питання
- •Глава 4 підземні води
- •4.1 Гідрогеологічні властивості гірських порід
- •4.2 Будова водоносного горизонту та умови циркуляції
- •4.3 Властивості та склад підземних вод
- •Контрольні питання
- •Глава 5 тектонічні процеси
- •5.1 Прояви тектонічних процесів
- •5.2 Коливальні рухи
- •5.3 Тектонічні деформації та елементи залягання гірських порід
- •Контрольні питання
- •Глава 6 вік земної кори. Поняття про геохронологію
- •6.1 Відносна геохронологія. Геохронологічна шкала
- •6.2 Абсолютна геохронологія
- •6.3 Геологічна історія земної кори
- •Контрольні питання
- •Глава 7 геологічна будова території україни
- •7.1 Український кристалічний щит і Воронезька антекліза
- •7.2 Дніпровсько-Донецька западина
- •7.3 Донецька складчаста споруда
- •7.4 Причорноморська западина
- •7.5 Волинсько-Подільська та Скіфська плити
- •7.6 Львівська западина
- •7.7 Гірські споруди Карпат, Криму та Добруджи
- •Контрольні питання
- •Глава 8 геологія родовищ нафти і газу
- •8.1 Хімічний склад нафти і газу
- •8.2 Походження нафти і газу
- •8.3 Поняття про породи-колектори
- •8.4 Умови залягання нафтогазових покладів
- •8.5 Ресурси і запаси нафти та газу
- •Контрольні питання
- •Глава 9 корисні копалини україни
- •9.1 Горючі корисні копалини
- •9.2 Інші корисні копалини
- •Контрольні питання
- •Глава 10 види і методи геологічних досліджень
- •10.1 Методи досліджень у геології
- •10.2 Геологорозвідувальні роботи
- •10.3 Геологічна документація. Складання геологічних карт, розрізів та стратиграфічних колонок
- •Контрольні питання
- •Глава 11 поняття про ноосферу. Охорона надр та геологічного довкілля
- •11.1 Людська діяльність як геологічний фактор
- •11.2 Ноосфера як сфера діяльності людини
- •11.3 Охорона надр та геологічного довкілля
- •Контрольні питання
- •Література
- •36601, М. Полтава, просп. Першотравневий, 24
Контрольні питання
1. Які найважливіші геологічні структури виділяються у платформенній частині України?
2. Яку частину країни займає Український кристалічний щит? Що він собою представляє?
3. В якій частині України знаходиться Воронезький кристалічний масив?
4. Які основні риси Дніпровсько-Донецької западини?
5. Які відділи виділяють в розрізі кам’яновугільної системи ?
6. Які тектонічні елементи виділяються у Донецькій складчастій споруді?
7. Які тектонічні елементи є основними у Донецькій складчастій споруді?
8. Внаслідок чого виникла Причорноморська западина?
9. Які особливості геологічної будови Скіфської плити?
10. З яких порід та якого віку сформовано фундамент Волино-Поділь-ської плити?
11. Яку структуру має Львівська западина?
12. З якими відкладами пов’язаний кам’яновугільний басейн та родовища вуглеводнів Прикарпатської нафтогазоносної провінції?
13. Які гірські споруди знаходяться на території України ?
14. Яка гірська система є найголовнішим вододілом Європи між Балтійським і Чорним морями?
15. До якої трансрегіональноїї складчастої системи входять гори Карпат, Добруджи й Криму?
16. Якими тектонічними елементами характеризується геологічна будова Карпатських гір?
17. Які породи беруть участь у будові кримських гір?
Глава 8 геологія родовищ нафти і газу
Нафта і природний вуглеводневий газ – одні з найголовніших енергетичних джерел сучасного суспільства. Саме завдяки їх використанню у промисловості й побуті стало можливим здійснення науково-технічної революції у ХХ столітті. І сьогодні найбагатшими у світі є нафто- та газовидобувні країни.
Родовища нафти і газу утворюються в різних геологічних умовах – як на суші, так і у морських басейнах (переважно у шельфових зонах). Геологія нафтогазових родовищ розглядає процеси їх формування, закономірності розповсюдження та особливості залягання покладів у геологічних структурах, генезис (походження) вуглеводнів та методику прогнозування, пошуку, розвідки та розроблення нафтогазових родовищ. На геологічній основі розроблено принципи підрахунку ресурсів і запасів вуглеводневої сировини в надрах.
8.1 Хімічний склад нафти і газу
Нафта і природний газ – складні горючі суміші вуглеводнів різних класів, що вміщують домішки невуглеводневих речовин. Останні захоплюються ними із середовища нафтогазоутворення або асимілюються у каналах вуглеводневої фільтрації й часто свідчать про особливості походження нафти та газу. У надрах вуглеводні постійно взаємодіють з підземними водами.
Нафта – багатокомпонентна вуглеводнева масляниста рідина, що має колір від бежевого до чорного. ЇЇ основний елементарний склад, %: вуглець – 80…88; водень – 11…14,5; сірка – 0,01…5,0; кисень – 0,05…0,7; азот – 0,01…0,6.У нафті наявні різні мікродомішки (до 50 хімічних елементів). Це так звані мікроелементи (понад 30 металів і близько 20 неметалів). Серед них – V, Ni, Fe, Zn, Al, Hg, Cd, Cu, Mn, Se, As, Pb, Sb, Ba, Mo, Cr, Ag, Au, Na, Ca, Br, Si,Sr, Co, Ti, Ga, Ge, Sn та ін. Частина металів у нафті знаходиться у формі солей органічних кислот і хілатних комплексів, у яких атом металу розміщений у центрі порфіринового циклу або у порожнинах конденсованих ароматичних фрагментів, а основна маса – у формі складних полідентантних сполук. Багато з таких комплексів можуть вступати у йонний обмін з металами, що є у розчинах або на поверхні гірських порід, які контактують з нафтою. Найбільша кількість металів міститься в асфальтно-смолистих речовинах (ванадій, нікель, кобальт та ін.).
Густина нафт коливається в межах 650…1050 кг/м3. Теплота згорання – від 43,7 до 46,2 МД/кг.
Вилучені з різних нафт вуглеводні належать до трьох головних рядів: метанового – СnH2n+2 (алкани, парафіни);
нафтенового – СnH2n (циклопарафіни, циклани);
ароматичного – СnHn (арени).
Технологічні класифікації нафт ґрунтуються на вмісті в них:
а) сірки – малосірчані (до 0,5%), сірчані (0,51-2,0%), високосірчані (>2,0%);
б) смол – малосмолисті (< 18%), смолисті (18 – 35%), високосмолисті (>35%);
в) парафіну – малопарафінисті (< 1,5%), парафінисті (1,5 – 6,0%), високопарафінисті (> 6%).
Склад нафти характеризується також рідинно-газовими фракціями, що виникають у певних температурних інтервалах.
Природні вуглеводневі гази – багатокомпонентна суміш вуглеводнів метанового ряду і невуглеводневих компонентів, що здатні горіти. Зустрічаються у літосфері (переважно в осадовому комплексі гірських порід) у вигляді вільних скупчень, а також у розчиненому (в нафті та пластових водах), розсіяному (сорбовані породами) й твердому (у вигляді газогідратних покладів) станах. Насичені метаном (до 85 – 90%), етаном, пропаном, бутанами і пентаном (сумарний уміст до 20%), а також парою рідинних вуглеводнів. Невуглеводневі компоненти представлені переважно азотом, вуглекислим газом, водяною парою, сполуками сірки (сірководень, меркаптани, сірчистий оксид вуглецю та ін.), гелієм, аргоном, воднем, парою ртуті тощо.
Уміст СО2 у горючому природному газі – від часток відсотка до 10…15%, а іноді й більше. Концентрація N не перебільшує 2 – 3%, але в окремих нафтогазоносних басейнах його вміст може сягати 30 – 50%. Відомі родовища з переважним умістом азоту – до 80%. Кількість сірководню звичайно не перевищує тут 2 – 3%, проте іноді вона досягає 15–20% і більше. Концентрації гелію, як правило, становлять соті і тисячі частки відсотка, досягаючи іноді 5 – 8%. З природних горючих газів у різних країнах видобувають сірку, гелій, ртуть та інші цінні компоненти.
Газовий конденсат. Дуже часто в природному газі вміщуються рідинні вуглеводневі частки. Ступінь насиченості ними визначається конденсатністю (см3/см3, г/м3), якою зумовлюється й утворення конденсату.
Конденсат – вуглеводнева суміш (С5+С6+вищі), що знаходиться в газоконденсатному покладі у газоподібному стані та випадає у вигляді рідини зі зниженням пластового тиску (до тиску початку конденсації) в процесі розроблення покладу.
Під сирим конденсатом розуміють рідинні вуглеводні (С5+вищі) з розчиненими в них газоподібними компонентами (метаном, етаном, бутаном, пропаном, сірководнем тощо).
Тиск початку конденсації – це тиск у пласті, за якого конденсат покладу починає переходити з пароподібного стану в рідинний, що призводить до перетворення однофазової системи у двофазову. Конденсат наявний у більшості газових родовищ.
Газові гідрати (кристалогідрати) – утворюються в умовах певних тисків і температур. Молекули води за допомогою водневого зв’язку утворюють кристалічні ґратки, у структурні порожнини яких проникають рухливі молекули метану й інших вуглеводневих газів. Тверді сполуки (клатрати), що утворюються таким чином, мають назву газогідратів. Підвищення температури чи зниження тиску супроводжується руйнуванням граток і розкладанням гідратів на газ та воду.
Скупчення газогідратів у водних басейнах (Чорне море, Північний Льодовитий океан та ін.) й у зонах багатолітньомерзлих порід (Полярний Урал, Скандинавія, Аляска, Північна Канада та ін.) створюють газогідратні поклади, для формування і збереження яких не потрібні літологічні покришки. За певних термодинамічних умов вони самі відіграють роль непроникних екранів для звичайних нафтогазових покладів.
Умови утворення гідратів у кожному окремому випадкові залежать від складу газу, тиску та температури. Для кожної вуглеводневої сполуки притаманна окрема критична температура гідратоутворення. Критична температура гідратоутворення (оС) дорівнює: для метану – 21,5; етану – 14,5; пропану – 5,5; ізобутану – 2,5; н-бутану – 1,0. Починаючи з пентанів, вуглеводні не утворюють гідратів.
Хімічна формула газогідрату метану – СН4.7Н2О; етану – С6Н6.8Н2О; пропану – С3Н8.18Н2О і тощо.
Густина природних газогідратів – від 900 до 1100 кг/м3.