Министерство образования Российской Федерации

Иркутский государственный университет

Геологический факультет

Кафедра геологии нефти и газа

Программа дисциплины

Геохимия горючих ископаемых

Федеральная компонента цикла СД.П.01 ГОС ВПО второго поколения по

специальностей 011500 «Геология и геохимия горючих ископаемых» и

специальности 080500 «Геология нефти и газа»

Утверждена на заседании учебно-методической комиссии геологического факультета протокол №1 от 20 января 2004г.

Председатель УМК, доцент _С.П.Примина Иркутск 2004 г.

Автор – составитель доктор геол.- минерал. наук, профессор В.П. Исаев (кафедра геологии нефти и газа) Рецензент: доктор геол-минерал. наук, Д.И. Дробот (АО «Компания РУСИАпетролеум») Программа дисциплины «Геохимия горючих ископаемых» цикла СД.

Р.01 составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования второго поколения по специальности 011500 – «Геология и геохимия горючих ископаемых».

Программа включает в себя краткое содержание разделов учебного курса, примерный перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы студентов, темы рефератов, примерный перечень вопросов к экзамену и список рекомендуемой литературы.

Курс «Геохимия горючих ископаемых» является логичным продолжением предметов «Общая геохимия» и «Геология нефти и газа» и продолжает геохимический цикл дисциплин.

Предназначена для студентов, магистрантов и аспирантов геологического факультета, обучающихся по специальностям 080500 – геология нефти и газа и 011500 – геология и геохимия горючих ископаемых.

Государственным образовательным стандартом по специальности 011500 предусмотрен предмет «Геология и геохимия горючих ископаемых».

Ранее, по специальности 080500, подобный предмет на геологическом факультете традиционно делился на две части: геологическую и геохимическую и читался отдельно разными специалистами.

Курс «Геохимия горючих ископаемых» состоит из 6-ти разделов.

Раздел 1посвящен введению в предмет, в разделе 2 рассматриваются теоретические вопросы органической геохимии и методы изучения органического вещества осадочных пород. Разделы 3 - 5 посвящены геохимии нефти, угля и газа, закономерностям их состава и процессам преобразования. В разделе 6 излагаются основы регионального геохимического прогноза нефтегазоносности.

По стандарту и учебному плану полный курс «Геология и геохимия горючих ископаемых» рассчитан на 102 часа, настоящий курс рассчитан на 48 часов, из них 36 часов – лекции, 12 часов – практические занятия.

I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. Цель курса Сформировать у студентов научное мировоззрение о геохимических превращениях углеродистых веществ земной коры.

2. Задачи курса - дать студентам представление об углероде как источнике жизни на Земле и главном элементе энергоносителей;

- привить студентам понимание основ окислительно-восстановительных превращений в природе;

- ознакомить студентов с основами химической термодинамики в живой и неживой природе;

- научить студентов основам исследования органических веществ с целью прогноза нефтегазоносности;

- дать знания о составе и свойствах угля, нефти и газа;

- показать нестабильность горючих ископаемых в условиях атмосферы.

3. Место курса в профессиональной подготовке выпускника Предмет базируется на знаниях курса «Общей геохимии» и читается после того, как студенты ознакомились с основами геологии горючих ископаемых. Для изучения «Геохимии горючих ископаемых» совершенно необходимы химические знания, особенно в области органической химии.

4. Требования к уровню освоения содержания курса В результате изучения курса «Геохимия горючих ископаемых»

студенты должны знать список основных углеродистых веществ на Земле.

Они должны понимать, что глобальный круговорот углерода на Земле обеспечивает существование жизни и образование всех горючих ископаемых.

Нефть, газ и уголь не случайно называют энергоносителями, т.к. через процесс фотосинтеза они наследуют энергию органических молекул живых организмов и как бы консервируют в себе солнечную энергию. Студенты должны понимать, что в природе нет отдельных процессов углеобразования и нефтеобразования. В природе есть единый процесс преобразования органического вещества (ОВ) по линии углефикации от торфяной стадии до метагенеза. При этом процессы газообразования и нефтеобразования являются побочными.

Студенты должны усвоить, что в нефтематеринских породах образуются газообразные и жидкие углеводороды (УВ), которые становятся полезными ископаемыми (газом и нефтью) только в залежах в результате миграции и накопления в ловушках. Студенты должны иметь представление о химической термодинамике органических веществ, об основных законах превращения углеводородных систем. В итоге студенты должны знать основные принципы регионального прогноза нефтегазоносности на основе геохимических исследований.

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1. Разделы курса «Геохимия горючих ископаемых» состоит из следующих основных разделов:

- вводная часть, - геохимия органического вещества осадочных пород, - геохимия угля, - геохимия нефти, - геохимия природного газа, - основные принципы регионального прогноза нефтегазоносности по геохимическим данным.

2. Темы и краткое содержание курса Тема 1. Введение(2 часа).

Предмет и задачи органической геохимии. Место геохимии среди других наук о горючих ископаемых. Теоретическое и практическое значение геохимии. Роль органической геохимии в охране окружающей среды.

Тема 2. Органическая геохимия (4 часа).

Геохимические фации осадочных пород. Классификации процессов гипергенеза. Геохимия углерода. Основные классы соединений углерода.

Углерод в живом веществе, гидросфере и атмосфере. Органический углерод в осадочных породах и его кларки. Круговорот углерода в природе.

Тема 3. Биосфера. Биогеохимия. Элементы-органогены (2 часа).

Тема 4. Органические вещества осадочных пород (4 часа).

Превращение органических веществ в осадочных породах на различных стадиях литогенеза. Отражательная способность витринита.

Шкала углефикации. Вертикальная зональность нефтегазобразования.

Тема 5. Нефтегазоматеринские породы (2 часа).

Краткая история развития взглядов о нефтематеринских отложениях. Нефтематеринские и нефтепроизводящие отложения и их диагностические признаки (Н.Б. Вассоевич, С.Г. Неручев). Теория нефтепроизводящих отложений. Взгляды А.Ф. Добрянского и В.А.

Успенского на природу первичной нефти.

Тема 6. Органическое вещество осадочных пород (4 часа).

Групповой состав рассеянного органического вещества. Битумоиды и кероген. Масла, смолы и асфальтены; их характеристика. Компонентный, элементный и углеводородный состав битуминозного вещества. Методы изучения органического вещества осадочных пород. Битумоидный коэффициент органического вещества. Органические вещества в подземных водах. Геохимические аспекты миграции битуминозных веществ.

Битумоиды, нефть и битумы: принципиальные различия.

Тема 7. Геохимия угля (4 часа) Геохимия угольных бассейнов. Марки углей и их химический состав.

Гумолиты, сапропелиты, горючие сланцы. Угленосные формации.

Газоносность углей. Метан в угольных пластах: польза и вред.

Геохимические методы обнаружения угольных пластов.

Тема 8. Геохимия нефти (6 часов) Геохимия нефти и ее задачи. Физические свойства нефти. Оптические свойства нефти. Химический состав нефти: элементный, углеводородный, компонентный, фракционный. Сернистые и асфальтово-смолистые вещества нефти и их геохимическое значение. Физико-химические закономерности в составе нефти. Геохимические особенности нефти в месторождениях Восточной Сибири. Геохимические процессы изменения нефтей в природе.

Природные битумы.

Тема 9. Геохимия природных газов (2 часа) Природные газы Земли (газы атмосферы, гидросферы, литосферы, мантии; вулканогенные и поствулканические газы). Классификации газов.

Глобальные аспекты дегазации Земли. Гидридная модель Земли В.Н. Ларина и её значение для нефтегазовой геохимии.

Тема 10. Геохимия природных газов осадочных пород (4 часа).

Химический состав газов нефтяных и газовых залежей. Рассеянные газы осадочных пород. Растворенные газы пластовых вод. Газовые кристаллогидраты. Геохимическая интерпретация анализов газов.

Тема 11. Основные принципы регионального прогноза нефтегазоносности по геохимическим данным (2 часа).

Распределение по разрезу органического вещества и битуминозности.

Выделение потенциально нефтегазоматеринских толщ. Построение карт распределения концентраций органического углерода, битуминозности пород и битумоидного коэффициента. Оценка нефтегазогенерационного потенциала. Прогнозная карта перспектив нефтегазоносности.

Темы лабораторных и практических занятий Тема 1. Методы отбора геохимических проб и подготовки их к анализу.

Тема 2. Дегазация воды.

Тема 3. Пересчеты химических анализов газа и нефти, вычисление геохимических показателей и их геологическая интерпретация.

Тема 4. Построение геохимического разреза по результатам бурения и химико-аналитического изучения органического вещества с целью выделения нефтематеринских, нефтепроизводящих и нефтесодержащих отложений.

Тема 5. Методы статистической обработки геохимической информации.

Тема 6. Методика построения геохимических карт на ПК.

3. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Что собой представляет органическая геохимия как часть биогеохимии, чем они отличаются друг от друга?

2. Нарисуйте по памяти схему круговорота углерода в природе.

3. Составьте список природных веществ, содержащих углерод.

4. Что такое биофильные элементы?

5. Перечислите основные физико-химические свойства нефти.

6. Что такое битумоиды?

7. Чем битумы отличаются от битумоидов?

8. Нарисуйте схему геохимического изменения газов при миграции.

9. Какие вы знаете геохимические коэффициенты и показатели.

10. Предельные и непредельные углеводороды.

11. Нарисуйте по памяти схему вертикальной зональности нефтегазообразования.

12. Дайте геологическую интерпретацию различным значениям битумоидного коэффициента.

13. Составьте список всех марок углей.

14. Составьте генетическую классификацию природных газов.

15. Составьте химическую классификацию природных газов.

4. Примерная тематика рефератов, курсовых работ - Групповой состав органического вещества - Битумы – производные нефти - Закономерности состава природных газов - Геохимия нефти и газа Сибирской платформы - Газовые кристаллогидраты озера Байкал - Геохимическое значение коэффициента сухости газов - Битуминозность рифей-вендских отложений Сибирской платформы - Газы почв, торфов и углей.

- Газы изверженных и метаморфических пород.

- Газовый режим Земли.

- Гелиеносность газов Сибирской платформы.

- Газы Мирового Океана.

- Газы подземных вод.

- Баланс природных газов Земли.

- Классификации природных газов - Соотношение масштабов газообразования и нефтеобразования.

- Термобарогеохимия.

- Сущность прямых геохимических методов.

5. Примерный перечень вопросов к экзамену (зачету) по курсу - Предмет и задачи органической геохимии.

- Теоретическое и практическое значение нефтегазовой геохимии.

- Геохимические фации осадочных пород.

- Геохимия процессов гипергенеза.

- Основные классы природных соединений углерода.

- Круговорот углерода в природе.

- Биосфера как источник углерода в осадочных породах.

- Горючие ископаемые как «солнечные консервы».

- Биогеохимия.

- Превращения органических веществ в литогенезе.

- Шкала углефикации.

- Вертикальная зональность нефтегазообразования.

- Понятие о нефтегазоматеринских отложениях.

- Диагностика нефтематеринских и нефтепроизводящих отложений.

- Групповой состав рассеянного органического вещества.

- Компонентный состав битумоидов.

- Методы изучения органического вещества осадочных пород.

- Битумоидный коэффициент и его геохимическое значение.

- Органические вещества в подземных водах.

- Геохимические аспекты миграции газообразных и жидких углеводородов.

- Битумоиды, нефть и битумы, их принципиальные различия.

- Геохимия нефти и её задачи.

- Физические свойства нефти.

- Оптические свойства нефти и её фракций.

- Химический состав нефти.

- Сернистые и асфальтово-смолистые вещества нефти.

- Геохимические особенности нефтей Сибирской платформы.

- Геохимические процессы изменения нефтей в природе.

- Диагностика природных битумов.

- Геохимия углей.

- Марки углей и их физико-химические отличия.

- Газоносность углей.

- Геохимические методы обнаружения угольных пластов.

- Краткая характеристика природных газов Земли.

- Классификации природных газов.

- Дегазация Земли.

- Гидридная модель Земли В.Н. Ларина и её значение для нефтегазовой геохимии.

- Химический состав газов нефтяных и газовых месторождений.

- Рассеянные газы осадочных пород.

- Растворенные газы пластовых вод.

- Геохимия газовых кристаллогидратов.

- Геохимическая интерпретация анализов газов.

- Геохимические коэффициенты газов и их использование в практике.

- Термодинамические аспекты геохимии природных газов.

III. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ КУРСА ПО РАЗДЕЛАМ И ТЕМАМ

нефтегазоносности IV. ФОРМА ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ - экзамен

V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА

1. Рекомендуемая литература (основная) Геология и геохимия нефти и газа. Учебник. Под ред. проф. Б.А. Соколова.

М.: МГУ, 2000. – 383 с.

ИСАЕВ В.П. Геохимия природных газов нефтегазоносных бассейнов.

Учебное пособие. Изд. ИГУ, 1995. – 94 с.

КАРЦЕВ А.А. Основы геохимии нефти и газа. М.: Недра, 1978. – 279 с.

2. Рекомендуемая литература (дополнительная) ДВАЛИ М.Ф. Нефтематеринские свиты и принципы их диагностики.

Л.: Гостоптехиздат, 1964.

ДОБРЯНСКИЙ В.Ф. Геохимия нефти. Л.: Гостоптехиздат, 1948.- 476 с.

ЛАРИН В.Н. Гипотеза изначально гидридной Земли / М.: Недра, изд. 2-е, 1980. – 216 с.

МИРОНОВ К.В. Справочник геолога-угольщика. М., Недра, 1982. – 310 с.

СОКОЛОВ В.А. Геохимия газов земной коры и атмосферы. М.: Недра, 1986, гл. I,V, VIII, п.1.

УСПЕНСКИЙ В.А., РАДЧЕНКО О.А. и др. Основы генетической классификации битумов. Л.: Недра, 1964, гл. I, IV.

УСПЕНСКИЙ В.А., РАДЧЕНКО О.А. К вопросу генезиса типов нефтей. Л.:

Гостоптехиздат, 1947.

УСПЕНСКИЙ В.А. Введение в геохимию нефти, Л.: Недра, 1970. – 309 с.

Основы геологии горючих ископаемых. Под ред. И.В.Высоцкого. М.: Недра, 1987. - 397с.

Хант Дж. Геохимия и геология нефти и газа. Пер с англ. М.: Мир, 1982 – 3. Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ и других учебных материалов Плакаты Образцы нефти из разных регионов Компьютерный тест–опросник для самоэкзамена студентов Телефильм «Нефть и газ Байкала»