Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







НЕФТЬ И ГАЗ - ГОРЮЧИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ





Нефть, газ и природные продукты преобразования нефтей (мальты, асфальты, асфальтиты и др.), находящиеся в недрах, представляют собой сложную систему растворенных друг в друге органических компонентов, включающих сотни индивидуальных соединений. Нефть, природный газ и их природные производ­ные — горючие полезные ископаемые — природные образования, которые могут быть источником тепловой энергии. Горючие по­лезные ископаемые служат ценнейшим топливом, а чтобы вещест­во являлось таковым, оно должно обладать достаточно высокой теплотой сгорания, быть распространенным, продукты его горе­ния должны быть летучими, чтобы не затруднять процесс горе­ния и не быть вредными и ядовитыми для людей. В зависимости от агрегатного состояния горючие ископаемые подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Агрегатное состояние определя­ет способы добычи и использования их в качестве источника энергии. Горючие ископаемые также являются ценным сырьем для химической промышленности, это в первую очередь касается нефти. Фраза Д.И. Менделеева: «Нефть ведь не топливо, можно топить и ассигнациями», — в настоящее время стала особенно актуальна.

Главное свойство горючих полезных ископаемых — способ­ность гореть, поэтому их элементный состав в общем сходен: главные элементы — углерод, водород и гетероэлементы (кисло­род, азот, сера), соотношение последних определяет вид или тип горючих полезных ископаемых и их свойства.

Органическое вещество горючих ископаемых состоит из ог­ромного числа родов молекул, его можно назвать гетеромолеку-лярным. В отличие от химически индивидуальных веществ, со­стоящих из одинаковых молекул и обладающих постоянными свойствами, для гетеромолекулярных веществ характерно непос­тоянство их свойств. Гетеромолекулярные вещества не имеют определенных точек кипения и отвердевания, эти превращения происходят постепенно. С возрастанием величины молекул их подвижность (летучесть, растворимость) уменьшается.

Для исследования горючих полезных ископаемых приемы и методы классической химии недостаточны, поскольку в ней


изучаются химически индивидуальные вещества и не учитывается зависимость свойств от дисперсной структуры (Веселов, 1955). При изменении внешних условий (температуры, давления и др.) в веществе горючих ископаемых происходят химические реакции, при которых молекулы реагируют пропорционально их концент­рациям и активностям; это групповые реакции, приводящие не к химически индивидуальным продуктам, а к смеси неопределенно большого числа родов молекул. Для горючих ископаемых в при­роде ведущую роль играют такие типовые реакции, которые мо­гут быть сведены к двум простейшим типам: ассоциации-диссо­циации и окислению-восстановлению. Напряженность и продол­жительность протекания реакций ассоциации-диссоциации и окисления-восстановления приводят к разнообразию горючих ископаемых.

Для изучения горючих ископаемых используется большое ко­личество аналитических методов. Наравне с традиционными ме­тодами фундаментальных наук (химии и физики) применяются петрографические, минералогические методы и др. В последние годы в практику исследования горючих ископаемых внедрились новые методы: электронная микроскопия, ядерно-магнитный ре­зонанс, хромато-масс-спектрометрия.

Классические работы Г. Потонье положили начало класси­фикации горючих полезных ископаемых, для которых он ввел термин «каустобиолиты» (каустос — горючий, биос — жизнь, ли­тое — камень), т.е. горючие камни биогенного генезиса. Для углей и горючих сланцев, а также твердых природных продуктов преобразования нефти (нафтидов) это и справедливо, но такое определение вряд ли соответствует основным горючим полезным ископаемым — нефти и горючему газу.

По типам исходных биопродуцентов и с учетом химической структуры тканей все концентрированные формы ОВ были под­разделены на: 1) сапропелиты, образующиеся за счет фитозоо-планктона (жиры, белки, хитин); 2) гумиты, формирующиеся за счет остатков высшей наземной растительности (углеводы и лиг­нин); 3) липтобиолиты, исходный материал которых представлен наиболее стойкими к разложению тканями высших растений (воски, смолы, кутикулы).

Термин «каустобиолиты» был распространен на нефть и ее природные производные, которые отнесены к классу липтосапро-пелитов. Впоследствии все каустобиолиты разделили на каусто­биолиты угольного ряда (угли, торф, антрацит, сапропелевые угли и др.) и каустобиолиты нефтяного ряда, к которым были от­несены УВ газы, нефти, мальты, асфальты, озокериты и прочие природные битумы.


Генетическая классификация каустобиолитов

Одна из первых классификаций каустобиолитов была пред­ложена Э.Р. Лиллеем (1938), в которой выделялись «угольная» и «битумная» ветви, но эта классификация основана не на генети­ческих признаках, а на различных, иногда чисто формальных признаках — агрегатном состоянии, растворимости и др. Эта классификация сложна и не нашла широкого использования.

Более приемлемой оказалась классификация каустобиолитов, разработанная В.А. Клубовым (1948), который исходил из поло­жения, что все каустобиолиты имеют сходный элементный состав и что количественные изменения соотношений этих элементов, происходящие в процессе образования и преобразования каусто­биолитов, отразятся на соотношениях С:Н и C:(O+N+S). Пос­троенная в прямоугольной системе координат диаграмма пред­ставляла генетическую классификацию каустобиолитов, в основу которой положены три генетических класса каустобиолитов, вы­деленные Г. Потонье (гумиты, сапропелиты и липтобиолиты). В.А. Клубов выделил четвертый самостоятельный класс нефтяных битумов, к которому отнес газы, нефти и все природные продук­ты ее преобразования. Сходство элементного состава антрацитов и антраксолитов, обусловленное общностью характера процессов карбонизации гумитов и нефтяных битумов асфальтового ряда, привело В.А. Клубова к необходимости выделения еще одного, пятого, класса каустобиолитов — карболитов.

Другой генетической классификацией горючих полезных ис­копаемых, построенной также по их элементному составу, явля­ется схема А.Ф. Добрянского. Она представляет собой треуголь­ную диаграмму, по сторонам треугольника отложено в процентах содержание углерода, водорода и суммы гетероэлементов (кисло­рода, азота и серы). Все точки, соответствующие элементным со­ставам каустобиолитов разных классов, сгруппированы в две рас­ходящиеся вверху вытянутые линии, отражающие две ветви пре­образования единого исходного вещества. Схема превращения сапропелитов от керогена горючих сланцев через оксиасфальты и мальты в нефти, предлагаемая А.Ф. Добрянским (правая ветвь диаграммы), не отвечает действительным соотношениям, сущест­вующим в природе. И.О. Брод обратил внимание на то, что гене­тическую классификацию каустобиолитов вряд ли целесообразно строить на основе элементного анализа, поскольку количествен­ное соотношение атомов углерода и водорода может быть сход­ное у веществ, имеющих совершенно различное строение и гене­зис. При этом он отмечает «удачность» генетической классифика­ции В.А. Клубова, построенной также по элементному составу, но, «прибегая к иной системе изображения элементного состава,



можно получить совершенно иной генетический смысл. По Доб-рянскому, чем глубже превращение, тем глубже расхождение сап-ропелитов и гумитов, по Клубову, чем глубже превращение, тем ближе сходятся эти ветви» (Брод, 1957).

Генетическая классификация каустобиолитов, в основу кото­рой положены представления о геологических условиях их обра­зования, была создана В.А. Успенским и О.А. Радченко. Схема представляет собой блок-диаграмму (рис. 1.1), которая состоит из двух ветвей: левой, соответствующей каустобиолитам угольного ряда, и правой, отвечающей горючим ископаемым нефтяного (битумного ряда). Отдельные типы горючих полезных ископае­мых изображены на схеме в виде блоков, на торцевой стороне которых дана геохимическая и фациальная обстановки их образо­вания. У основания левой угольной ветви изображены две основ­ные категории биопродуцентов — высшие растения и низшие организмы. В зависимости от исходного органического вещества и палеобстановки накопления образуются и горючие ископаемые различных типов. Угольная ветвь изображена в виде трех сопри­касающихся блоков: гумусовые, гумусо-сапропелитовые и сапро­пелитовые угли. Нарастание интенсивности катагенетического преобразования показано в виде вертикального подъема ветви.

Правая ветвь схемы отвечает горючим ископаемым нефтяно­го ряда (от газов до антраксолитов и шунгитов). Генетичес­кая связь их с сапропелитами, отложениями озер и морских во­доемов, показана стрелками. Также стрелками показана генети­ческая связь озокеритов с легкими метановыми нефтями. В сред­ней части правой ветви располагаются продукты гипергенетичес­кого изменения нефтей, а в верхней части — продукты катагенеза и метаморфизма нафтидов. Крайне левая и крайне правая части соответствуют наиболее выветрелым разностям как углей, так и нафтидов. И хотя не все ныне известные типы каустобиолитов на этой генетической диаграмме нашли свое место согласно услови­ям генезиса (просто невозможно на одной схеме представить раз­нообразие процессов, дающие сходные продукты), эта генетичес­кая классификация наиболее полно отражает суть геологических обстановок углеобразования и битумогенеза.

Горючие полезные ископаемые относятся к органическим породам, подразделяемым на каустобиолиты и акаустобиолиты (мшанковые, птероподовые известняки и др.). До сих пор нет единой общей классификации каустобиолитов, и, видимо, созда­вать ее по единому принципу невозможно, поскольку при разли­чии исходного ОВ нефти и угля существует ряд переходных форм.

Современные классификации нефтей, газов и твердых наф­тидов приводятся в соответствующих разделах.








Date: 2015-04-23; view: 485; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.007 sec.) - Пожаловаться на публикацию