GEologija Lezista Nafte i Gasa -1

7/18/2019 GEologija Lezista Nafte i Gasa -1

http://slidepdf.com/reader/full/geologija-lezista-nafte-i-gasa-1 1/251

Predavanja: četvrtak 14-16 (260)

Vežbe:

I grupa: četvrtak 10-12 (155)

II ru a: četvrtak 16-18 260

(2 + 2)

Prof. dr Aleksandar Kostić



Predis itne obaveze i oeni :• Predispitne obaveze: min. 30 poena i overene vežbe

• Aktivnost na redavan ima: do 10 oena• Aktivnost na vežbama: do 20 poena (obavezna overa

• Testovi: do 20 poena (2 testa po max. 10 poena)

• Usmeni ispit – do 50 poena (3 pitanja)

Literatura: Geologija nafte (Ercegovac; Aksin)

+ štampani materijal za istraživanje



TEMATSKE CELINE:1. GENETSKI MODEL LEŽIŠTA NAFTE I GASA

2. RESURSI NAFTE I GASA U SVETU

3. NALAZIŠTA I PERSPEKTIVNA PODRUČJA U SRBIJI

4. NAFTA I GAS KAO MINERALNE SIROVINE

.

6. MIGRACIJA I AKUMULACIJA NAFTE I GASA

7. LE I TA NAFTE I GASA

8. NAFTNA I GASNA POLJA9. NEKONVENCIONALNI RESURSI NAFTE I GASA

–.

11. METODE ISTRAŽIVANJA NAFTE I GASA



ISPITNA PITANJA:

1. Geografska i geološka distribucija nafte i gasa u svetu

2. Perspektivna područ ja za naftu i gas u Srbiji3. Hemijske i fiizičke osobine nafte i gasa4. Matične stene i generisanje ugljovodonika

. ,6. Prirodni rezervoari7. Ležišta nafte i gasa i podela prema sastavu fluida i njihovom odnosu8. Gasovi u ležištima i ležišne vode

9. Zamke za naftu i gas10. Rezervoar stene za naftu i gas (definicija, osobine i podela)11. Zaštitne stene

.

13. Genetsko-morfološka klasifikacija ležišta nafte i gasa14. Naftna i gasna polja (definicija, mehanizmi nastanka struktura i klasifikacija)15. Nekonvencionalni resursi nafte

. e onvenc ona n resurs gasa17. Nalazišta nafte i gasa u Srbiji (polja, ležišta, rezervoar stene i karakteristike)18. Istraživanje nafte i gasa – istorijat, savremena koncepcija i metode19. Uzorkovan e i vrste uzoraka u istraživan u nafte i asa 20. Klasične geološke metode u istraživanju nafte i gasa21. Geohemijske metode u istraživanju nafte i gasa22. Površinske geofizičke metode u istraživanju nafte i gasa

. e o e geo z og aro a a

24. Istražno bušenje za naftu i gas



GENETSKI MODEL LE I TA NAFTE I



• Matične stene i kerogen

• Generisan e UV• Migracija UV

•• Rezervoar stene

• Zaštitne stene

• Zamke i ležišta• Nalazišta i polja



JEZGRA NATOPLJENA NAFTOM (mati č ne stene)



KEROGEN - GLAVNI PREKURSORI:

Fito lankton

Alge

Bakterije







Traprap

Trap

Seal

Reservoir

Essential elements

of petroleum system

Source

Underburden

Top of oil window

Bottom of oil window





LEŽIŠTE NAFTE I GASA

Svaka pojedinačna i samostalna akumulacija nafte igasa u prirodnom rezervoaru, sa jedinstvenim

NALAZI TA / NAFTNA I GASNA POLJA



Seizmički profili i karte – osnova za istražno

bušenje



Seizmi č ka merenja na kopnu



Seizmi č ka merenja na moru (“off-shore”)









• RESURSI su ukupne procenjene pridobive količine, .

• REZERVE su preostale komercijalno pridobive

Prikazuju se na nivou : ležišta, polja, depresija, basena,

prov nc a, r ava, on nena a sve a.



PRMS (Petroleum Resources Management System)



Svetski resursi energetskih sirovina9

Nekonv. as

21%

Nekonv.

nafta3.5 %

Gas

2.8%

Nafta

2.6%Ugalj

69.0%

Stariji podaci



Nekonvencionalni izvori dobi an a nafte:

Naftni peskovi

e e na e Ul ni še lovi

Nafta iz matičnih stena

Hidrogenizacija uglja



Konvencionalni i nekonvencionalni izvori zemnog gasa



Nekonvencionalni izvoridobi an a asa:

Gas iz slabopropusnih rezervoarag gas, s a e gas

Gas iz matičnih stena (gas shale;-

Gas iz slojeva uglja (CBM –coalbed methane

Gasni hidrati (samo u perspektivi)

Sediment sa gasnim hidratima (zonasubdukcije u podmorju Oregona)



Svetske rezerve energetskih sirovina

u upno x ce

60

109 tce%

51.1

50

40

18.5

30

15.7

10.9

103.7

0

-



PROCENJENI VEK TRAJANJA

120

100

80

40

20

0

Kameni ugalj Mrki ugalj Nafta Gas Uran



D k t k ft (2010) 190 x109t



Dokazane svetske rezerve nafte (2010): 190 x109t



OPEC 2012

1t ~ 7,3 bbl



Zemlje OPEC-a (2012)

SREDNJI ISTOK +VenecuelaEkvador

LibijaNi eri a Ranije:

Angola



Kumulativna proizvodnja nafte u svetu

Afrika

8%

Azija i Okeanija

6%

Severna Amerika

28%

Srednji Istok

Juzna Amerika

27%

10%

Zapadna Evropa

3%

Istocna Evropa

16

Centralna Azija

2%



GODIŠNJA PROIZVODNJA NAFTE U SVETU (ENI, 2004)

> 250 Mt/y

50 - 250 Mt/y

< 1 5 M t /

15 - 50 Mt/y

1,5 - 15 Mt/y



476500

Mt/yPrvih 20 proizvodjača nafte – 2003 (3,1 Bt)

424395

350

400450

199 189

170 162 149200

250

300

131114 114

10090 88

74 6760 51

4750

100

150

0

Godišnja

nafte u svetu ~, – , x

POTROŠNJA NAFTE (2011) u hiljadama bbl / dan Izvor: EIA (US Energ Inf )



POTROŠNJA NAFTE (2011) u hiljadama bbl / dan Izvor: EIA (US Energ. Inf.)

.

2. KINA 98503. JAPAN 4464

.5. S. ARABIJA 2986

6. BRAZIL 27937. RUSIJA 27258. NEMAČKA 24009. KANADA 225910. JUŽNA KOREJA 223011. MEKSIKO 213312. IRAN 2028 13. FRANCUSKA 179214. V. BRITANIJA 1608

.

61.000.000 bbl/dan (3,05 x 1012 t / god)

Glavni uvoznici nafte Glavni izvoznici nafte



Glavni uvoznici nafte -

Glavni izvoznici nafte .

• SAD (8.6)

.

• • Kina (5.5)

• Rusija (6.67)

• .• Indija (2.5)

• Iran (2.55)•

• Nemačka (2.2)

• UA Emirati (2.33)• .

• Francuska (1.7)

• Nigerija (2.19)

• Meksiko 1.80• Španija (1.4)

• Alžir (1.68)

• .

• Holandija (1.0)







BP Review (2010)

G diš j i d j t



Godišnja proizvodnja gasa u svetu

3,2 x 1012m3

2010

Struktura svetske potrošnje energenata :



Struktura svetske potrošnje energenata :



STRATIGRAFSKA DISTRIBUCIJA REZERVI



100

80

57 5560

60

70

3531

40

50

22 21

20

30

0

10

Paleozoik Mezozoik Kenozoik

Uslovna nafta Nafta Gas



• Od preko 700 basena u svetu, istraživano je oko 400,a pro u vno e n .

• Rezerve su i u okviru njih krajnje neravnomerno.

• o na e gasa na az se u samobasena, a preostalih 10-20 % u 130 basena.



B i ći ft i



Baseni sa na većim rezervama nafte i asa :

1. Basen persijskog zaliva (Srednji Istok)2. Zapadno-sibirski basen (Rusija)

-.4. Marakaibo (Venecuela)

. s s p e a asen6. Permski basen SAD7. Gulf coast – zapadni deo (SAD)

. –9. Sirte (Libija)

10. Zapadno-kanadski basen





.

GIGANTSKA naftna polja. Njihove početne rezervepredstavljaju čak 65 % svih otkrivenih rezervi nafte. Daju

preko 60 % ukupne svetske proizvodnje nafte.

• na ve superg gan s na n po a na sve u –sa ukupnim rezervama od preko 1 x 109 t, zaslužno je začak 20 % svih do danas otkrivenih rezervi i daju oko25% svetske roizvodn e nafte.



Supergigantska naftna polja



Supergigantska naftna polja

(početne rezerve preko 3 mlrd. t)• GHAWAR (S. Arabija) – ukupne početne rezerve: 11 mlrd. t

Dimenzije polja: 225 x 20 km, nafta u jurskim krečnjacima na1500-2200 m, jedno ležište• BURGAN (Kuvajt) - 10 mlrd. t

Dimenzije polja: 45 x 14 km, nafta u krednim peščarima na 1700-2300 m

– .Dimenzije polja: 80 x 20 km, nafta u krednim krečnjacima i

-• SAFANIA (S. Arabija i NZ) – 4 mlrd. t

,

peščarima, na 1500-2000 m

20 SUPERGIGANTSKIH NAFTNIH POLJA (> 1 mlrd. t)



( )Field Name Country Discovery year Range of URR [mlrd. bbl]

1. Ghawar Saudi Arabia 1948 66-1002. Burgan Greater Kuwait 1938 32-60

. -4. Bolivar Coastal Venezuela 1917 14-365. Berri Saudi Arabia 1964 10-25

6. Rumalia N&S Ira 1953 227. Zakum Abu Dhabi 1964 17-218. Cantarell Complex Mexico 1976 11-209. Manifa Saudi Arabia 1957 1710. Kirkuk Iraq 1927 16

11. Gashsaran Iran 1928 12-1512. Abqaiq Saudi Arabia 1941 10-15

. -14. Marun Iran 1963 12-1415. Samotlor Russia 1961 6-14

-.17. Zuluf Saudi Arabia 1965 12-1418. Prudhoe Bay Alaska 1969 1319. Kashagan Kazakhstan 2000 7-920. Azadegan Iran 1999 6-9

A k nv n i n lni



A k nv n i n lni

• Oko 80 % rezervi u samo 10 basena.

• -Permski, Ural-Volga, Alžir, Severno more.

• 4 supergigantska i 14 gigantskih polja je zaslužno zareko 40 % reostalih svetskih konvencionalnih rezervigasa.

• Oko 15 % gasa rastvorenog u nafti se u svetu “gubi”tokom roizvodn e s al u e ili utisku e nazad u naftna

ležišta).

North Sea oil-drilling platform withnatural gas ”flare off”

Spaljivanje gasa

rastvorenog u nafti



natural gas flare offrastvorenog u nafti

A recent study by the World Bank using satellite images, estimated that in 2008 Russia flared som x cu c me ers o assoc a e pe ro eum gas. s excee e e com ne vo ume o gas

flared by Nigeria, Iran, Saudi Arabia, Algeria and Indonesia.Current Russian associated gas flare-off is 45 % !

Supergigantska gasna polja



• NORTH FIELD Katar + Iran “South Pars/North Dome”Dimenzije polja 120 x 70 km, permo-trijaski karbonati, početne

rezerve ~ 40 x 1012

Nm3

• URENGOJ (Z. Sibirski)početne ezerve ~ 8 x 1012 Nm3

• PANHANDLE-HUGOTON (USA)Dimenzije polja 160 x 45 km, karbon i perm, poč. rez. ~8 x 1012 Nm3

• JAMBURG (Z. Sibirski)







(Saudijska Arabija)



ZAPADNOSIBIRSKI

BASEN (Rusija)

Zapadno-Sibirski basen





-

Ural - Vol a



Ural Vol a

Glavne matične stene: gornji devon-turnej

Rezervoari: karbon i perm



Marakaibobasen



,

NORTH FIELD (South





Perspektivna područ ja za naftu i gas

u Srbiji

19o

20o

46o

46o

M A

A R S K

A

Đ

OG 11 OG 13OG 14

OG 12

N nafta

Naftna i gasna polja (OG)

Legenda:

Panonski basen

Mali tercijarni baseni



21o

M N I

A

U

U J

H

V

R

A T

OG 1OG 16

OG 17

OG 18OG 19

OG 20

OG 21

OG 22

OG 23OG 24

OG 25OG 26 OG 27

OG 28

OG 29 OG 30

OG 27aOG 26a

OG 2

OG 5

OG 6

OG 7

OG 8

OG 9

OG 2a

OG 3

OG 4OG 4a

gas

CO2

> 10% kerogena

Uljni škriljci (OS)

5-10% kerogena

< 5% kerogena

D u n a v T i s a

Sava a

22o

45o

45o

S K

A

H

E

M

E D u n a

v

OG 31OG 32

OG 33OG 34

OG 35

OG 36 OG 37

OG 38OG 39

OG 40

OG 32aOG 10

P A N O N B A S N

S K I E

45o

Granice metalogenetskih prov inci ja

V . M

o r a v a

D r i

o o

B

O S N A

E G O V I N A

I

C A R P A T H O - B A L K

S R

O - M

P S K

I J S K A P L A T F O R

OG 41OG 42

OS 13OS 14

G A

R

A

S K

N M E T

A L L O G E N

A

E D O

N

M E T

K

S K A

D I N

A Zaječar

OS 16

OS 15

OS 21

OS 17 S2

OS 1

OS 10

OS 9

OS 8

43o

43o

R N A

G O R A

C P R O V I N

C E

L O G E N

P R O

E T S K A

R

M E T A L O G E

S K A

OS 19

OS 4

OS 18

OS 20 OS 12

OS 11

A L B

A N E D

O N I A

K

J

I N C I J A P

R O V I N

C

E T S K A

I J

OS 7OS 6

OS 3OS 5

19o

20o

21o

22o

42o

42o

0 50 km

A

J F. Y. R . A



Ukupna površina oko 200.000 km2

Srbiji pripada oko 26.000 km2

Banatska depresija (21.000 / 12.500 km2)Podunavsko-Moravska subdepresija (4500 km2)

u no- a a su epres a m

Otkriveno reko 80 nalazišta sa oko 240 ležištaIzbušeno preko 400 istražnih (wc) bušotina i 1500 istražno- konturnih i razradnih (ukupno 2800 km).

U proizvodnji 50 (53) polja – 1000 bušotina.





Z

5B



Beč Bratislava

35

5

B

2

Budimpešta

3

2

2

3

2

24

4

3

3

3

3

5

4

2

3

DR 2

2Grac

2 4

3

3

2

3 ZM

Zagreb

2

34

4

6 6

34

5

4

4 3

3VMR

D

2

2

2

3

3

3

3

2 3 3

4S

Beograd

2

2

2

2

2

2

SS

240 50 100 km

3

naftna i naftno-gasna polja

gasna polja

dubina podloge tercijara (km)



,



Položaj profila





MALI TERCIJARNI BASENI SRBIJE2



• Prosečne površine oko 1000 km2

, sa debljinom sedimenata 2-3km. Podloga izgrađena od Pz i Mz stena unutrašnjih Dinarida. – Kraljevačko-Čačanski

– Kruševačko-Aleksinački – Niški –

– Vranjski – – Prištinski

– , . – Baseni sa uljnim šejlovima i ugljem. – ,

sedimenata za značajniju maturaciju tercijarnih matičnih stena.

19o

20o

46o

46o

M A

A R S K

A

Đ

OG 1 1 OG 13OG 14

OG 12

N nafta

Naftna i gasna polja (OG)

Legenda:

Panonski basen

Mali tercijarni baseni

M

U OG 1

OG 16OG 17

OG 18OG 20

OG 2 OG 2a

OG 4a

gas

CO2



21o

M

N I A

U J

H

V R

A T

OG 18OG 19

OG 20

OG 21

OG 22

OG 23OG 24

OG 25OG 26 OG 27

OG 28

OG 29 OG 30

OG 27aOG 26a

OG 5

OG 6

OG 7

OG 8

OG 9

OG 3

OG 4OG 4a 2

> 10% kerogena

Uljni škriljci (OS)

5-10% kerogena

< 5% kerogena

–Čačansko Kraljevački

–Kruševačko-Aleksinački

D u n a v T i s a

Sava

a

22o

45o

45o

S K

A

H E

M

E

D u n a v

OG 31OG 32

OG 33OG 34

OG 35

OG 36 OG 37

OG 38OG 39

OG 40

OG 32aOG 10

P A N O N B A S N

S K I E

45o

Granice metalogenetskih prov inci ja

–NiškiV . M

o r a v a

D r i

o o

B

O S N A

E G O V I N A

I

C A R P A T H O - B A L K

S R

O - M

P S K

I J S K A P L A T F O R

OG 41OG 42

OS 13OS 14

– es ova

–Vranjski

G A R

A

S K

N M E T A L L

O G E N

A

E D O N

M E T

K

S K A

D I N

A Zaječar

OS 16

OS 15

OS 21

OS 17 S2

OS 1

OS 10

OS 9

OS 8

–Metohijski

–Prištinski

43o

43o

R N A

G O R A

C P R O V I N

C E

L O G E N

P R O

E T S K A

R

M E T A L O G E

S K A

OS 19

OS 4

OS 18

OS 20 OS 12

OS 11

A L B

A N E D

O N I A

K

J

I N C I J A P

R O V I N

C

E T S K A

I J

OS 7OS 6

OS 3OS 5

19o

20o

21o

22o

42o

42o

0 50 km

A

J F. Y. R . A

GETSKI BASEN i MEZIJSKA PLATFORMA



• Srbiji pripada samo krajnji zapadni deo – 1500 km2 (Dunavski, .

• Tercijarni sedimenti (M, Pl) do 2000 m (u našem delu), samezozojskom podlogom.

•platformi (ukupno 15,5 km), bez tragova / pojava.

• Rubni deo basena, inače naftno-gasonosnog (u Rumuniji,ugars o .



KARPATO-BALKANIDI ISTOČNE



SRBIJE • erspe vne su pre gorne epres e.

• g avnom pa eozo s mezozo s as ar ona , aotercijarni klastiti.

• U depresijama debjlina sedimenata dostiže i do 5 km, ali namalo ovršini “levkaste” de resi e .

• Bez bušen a samo seizmika 46 km .• Mala za remina sedimenata u zonama mo uće enerisan a

UV, izrazita tektonika, visoki rizici istraživanja.



MINERALNE SIROVINE



,

uslovima se nalazi u tečnom stanju, lakša je od vode i mnogo viskoznija. Zapaljiva je

sagor va, a o u e se v so om.



me a ug ovo on a o se po

asovitom stan u. Osim u l ovodoničnihgasova, sadrže još i CO2, N2, H2S i He.



Agregatno stanje pod “normalnim”uslovima (15.6 - 20oC, 101 kPa):

• C -C asovito

• C5-C17 tečno• C18+ polučvrsto i čvrsto

HEMIJSKE OSOBINE NAFTE i



GASA• Hemijske osobine nafte i gasa su određene

sastavom



C i H prvenstveno grade različite ugljovodonike, kao i

.O – naftenska kiselina NSO edin en a voda

N – u NSO jedinjenjima

S – slobodni sumpor, H2S i u NSO jedinjenjima

< , , , , , , , , , ,



NAFTE

• UGLJOVODONICI

• HETEROKOMPONENTE• MINERALNA MATERIJA

• VEZANA VODA

UGLJOVODONICI



Najprostija organska jedinjenja: C(4+)

i H(-)

N ini v ziv n m i H



1. Atom u l enika se vezu e za 4 atoma vodonika:

me an--2. Dva atoma ugljenika su međusobno povezana: a),

C C--H H

- -- -e an

--H Hetilen acetilen

3. Atomi ugljenika se međusobno vezuju u otvorene,

HH H



HH Hpropan butan

C C C- -- --H H - -- - --

4. Atomi ugljenika se međusobno vezuju u račvastenizove, sa grananjem (izomeri):

- -- --

izobutan

5. Atomi ugljenika se međusobno vezuju u zatvoren



prstenast niz (ciklični), a svaki od njih sa po 2 atomavodonika:

Ciklič ni ugljovodonici:

as en -c oa an

(nafteni) CnH2n

Nezasićeni – cikloalkeni

aroma n 2n-6

Aciklični ugljovodonici (alifatični):



• ALKANI arafini C H

zasićeni (jednogube veze), vrlo zastupljeni u nafti

• ALKENI olefini C H

nezasićeni (jedna ili više dvogubih veza)

• -

nezasićeni (jedna ili viće trogubih veza); retki u nafti

Glavni tipovi UV u sirovim naftama: Prosečni sadržaj:Parafini 30%

Aromati 15%A f lt i 6%



Asfalteni 6%

n-alkani

izo-alkani

nafteni

aromati

KLASIFIKACIJA NAFTI:

1 PARAFINSKE ( k 75 % lk ) USA Afrika Pers zaliv naša% f



1. PARAFINSKE (preko 75 % alkana). USA, Afrika, Pers. zaliv, našaležišta. Manje od 10 % smola i asfaltena, malo aromata.

2. NAFTENSKE (većinom - do 70 % naftena). Biodegradovaneparafinske ili parafinsko-naftenske nafte. USA, Mexico, Venecuela,

Rusija, VELEBIT, KELEBIJA3. PARAFINSKO-NAFTENSKE (60-70 % alkana i preko 20 % naftena,

- smo a as a ena . on nen a na , r a, vropa, ers.

zaliv . - - .

Specifične - Kavkaz

- . .Kalifornija, Texas, Burma

6. ASFALTNE teške aromatske nafte sa 30-60% smola i asfaltenapuno S, biodegradovane). Trinidad, Venecuela, Meksiko, Ural

7. NAFTENSKO-AROMATSKO-ASFALTNE (retke). Kalifornija, Texas

Benchmark oils:

West Texas Intermediate (WTI), a very high-quality, sweet, light oil delivered at Cushing,

Brent Blend comprising 15 oils from fields in the Brent and Ninian systems in the East Shetland



Brent Blend, comprising 15 oils from fields in the Brent and Ninian systems in the East Shetland. .

Europe, Africa and Middle Eastern oil flowing West tends to be priced off this oil, which forms abenchmark

Dubai-Oman, used as benchmark for Middle East sour crude oil flowing to the Asia-Pacificregion

Tapis (from Malaysia, used as a reference for light Far East oil)

Minas (from Indonesia, used as a reference for heavy Far East oil)

,Organization of the Petroleum Exporting Countries) countries

,

Russian Export Blend delivered at the port of Primorsk

KOMPONENTALNI SASTAV

GASA



GASA• Ugljovodonični gasovi (C1-C4)• Kondenzati (C5+)

• Ugl endioksid•

•

• Metan – i do 98 %

Etan 3 6 %P 1 3 %



• Etan 3 - 6 %• Pro an 1 - 3 %• Butan 0,6 – 2 %

• Azot – posebno u Pz (30 x više nego u Tc), obi č no više tamo gde

• CO2 – posebno u Tc. Opasan (bez mirisa) i štetan jer dovodi do

• H2S – posebno u karbonatima (i do 15 % , retko i 40 %). Otrovan

. .• He – 1-2 % (retko i do 8 %; Sev. Amerika). Neorganskog, .

• Gas sa manje od 5 % etana i težih homologa –“ ”



• Gas sa preko 5 % etana i težih homologa –

“vlažan” gas (wet gas)

• Gas bez CO / H S – “slatki” as sweet as

• Gas sa preko 2 % CO2 / H2S - “kiseli” gas (acid – . .

FIZIČKE OSOBINE NAFTE:



, ,aktivnost)

• Mehaničke (relativna gustina, viskoznost,z

• ,sagorevanja, tačka ključanja)

• Električne (dielektričnost)•

• BOJA – od svetlo zelene, žute ili crvenkaste do različitih nijansismeđe mrke do crne . Zavisi od hem. sastava asfaltne mat. i

aromati daju tamniju boju) Lake nafte su često svetlije



aromati daju tamniju boju). Lake nafte su često svetlije.

• – prelivima boje (najčešće plava, zelena ili ljubičasta). Zavisi od

• OPTIČKA AKTIVNOST – svojstvo O.M. (proteini, nafte) da usled

svetlosti (najčešće u desno).

Relativna gustina :

Lake : do 0 85 g/cm3



Lake : do 0,85 g/cm3 – Teške: 0,93 – 1,00

,,

oAPI = - 131,5

g (gr/cm3)

Viskoznost: Meri se viskozimetrima, na principu merenja brzineisticanja nafte kroz specijalne cevi.



,T , P i količina rastvorenog gasa.

Relativna viskoznost (u odnosu na vodu):

,

Benzin: 0,6

Kerozin: 2,0

Lake nafte: 2 - 100 –

ZAPREMINSKI KOEFICIJENT



o lež. pov.

Zavisi od količine rastvoreno asa u nafti - GOR

(m3

gasa / m3

nafte )

Bo > 1 (1,13 – 1,35)

Termičke osobine:

Tačka stinjavanja: paraf nafte od 20 do + 32o

C



Tačka stinjavanja: paraf. nafte od - 20 do + 32 CToplotna vrednost: 43000 – 48000 kJ / kg

opada s porastom rel. gustine:

Tačka ključanja:





–.benzina, aromati – prijatan miris kedrovog ulja,

H2S – neprijatan miris.

FIZIČKE OSOBINE GASOVA : . . me an

- 2 0 butan) – azot ~ 0 98; CO2 ~ 1 5



2,0 butan) azot 0,98; CO2 1,5

Molekularna težina (metan – 16,04)

Kritična T kritični P (-95oC metan, +134oC butan; pritisak

– g cm

. - .

.

do 122.000 (butan) kJ/m3



MATIČNE STENE ZA NAFTU I GAS - KEROGEN

GENERISANJE UGLJOVODONIKA U MATIČNIM

-OČUVANJE LEŽIŠTA



• Glinovito-laporoviti ili krečnjački sedimenti sapov en m pr marn m sa r a em organs e

su stance TOC reko 0 5 - 1 0 mas. % ko i odpovoljnim termičkim uslovima (> 80-120 oC)

.

Karakteristike matičnih stena:



• Finozrni habitus (šejlovi, krečnjaci)

•

• Zrele sadrže i veće količine bitumena (“mikro-nafta”)

,



Kvalitet MS je određen količinom, tipom

.

Kvalitetne MS se odlikuju velikimsa r a em , erogenom pa , a

.

KEROGEN

Čvrsta nerastvorna disperzna organska



Čvrsta nerastvorna disperzna organskasupstanca sedimenata.

KEROGEN – osnovni tipovi



UGLJEVITISAPROPELNISAPROPELNI

Tip I Tip II Tip III

GENERISANJE NAFTE I GASA

• Proces transformacije kerogena matičnih stena



j gu tečne i gasovite ugljovodonike usled porasta

periodu.

• se odvi a u o osnovnim načelima hemi ske

kinetike u stadijumu katageneze i metageneze.

• U dijagenezi (do ~ 60 -120oC) nastaje dijagenetski metan“ ” -

, .

• -



• - ugljovodonici C1-C40 – termičkom transformacijom

kerogena. Prvo nastaju teške frakcije nafte, a potom lakšei termo enetski as. Kata eneza obuhvata NAFTNIPROZOR (“oil window ”) i deo “gasnog prozora”.

• U metagenezi (preko 160 -180 oC) se nastavlja stvaranje

gasa (drugi deo “gasnog prozora”) i dolazi do značajnijegkrekovan a nafte ce an a na man e molekule . Natemperaturama preko 200 oC opstaje još samo metan.

Tipična distribucija ugljovodonika u basenima





Kretanje generisanih ugljovodonika kroz zemljinu

koru u pravcima nižih pritisaka (ka površini).

Razlikuju se:

• r marna m grac a

• u



Kretanje ugljovodonika kroz matičnu stenu(intramigracija) i njihovo istiskivanje tj.

.

• Može biti naviše i naniže (ali uvek ka nižem P)

• ugo ra an proces ~ m . go . , ug avnom nadubinama preko 2000 m (mala poroznost)

• Proseč na efikasnost ekspulzije nafte je oko 50 %

I – prestvaranja



stvaranjazamki

– pos estvaranja

zamki

ISTISKIVANJE KOMPAKCIJOM (manje dubine)



ISTISKIVANJE KOMPAKCIJOM (manje dubine)

organs e ma er e pr gener san u

Razmatrane hipoteze za mehanizam primarne migracije:• U vodenoj fazi (rastvor ?, emulzija ?, kapi i globule)

• U naftnoj fazi (bez istiskivanja sa vodom)

SEKUNDARNA MIGRACIJA

Migracija ugljovodonika kroz prirodnei d ž ih ši ( di



g j g j prezervoare i duž propusnih površi (rasedi,

.ri i k n vi .

• Sila potiska

• Porni pritisci (HD uslovi) - kompakcija • ap arn pr t sc

il i k ΔP :

= g ρ -ρ



= o g ρw-ρo

Yo – visina stuba nafte / gasa u vodi

–

– ustina vode

ρo – gustina nafte

KAPILARNI PRITISAK

Pritisak potreban da UV potisnu vodu iz pore i prodruu nju Veći kod manjih pora (finozrnih sedimenata)



u nju. Veći kod manjih pora (finozrnih sedimenata).

c

– unutrašnji napon izmedju nafte i vode

Ø – ugao kvašljivosti (kontakt nafte i vode)R–prečnik najvećeg suženja pore



ap ar u vo o va vo sre n



OSNOVNI PRAVCI SEKUNDARNE MIGRACIJE :



Vertikalna, bočna i kombinovana migracija

GASA



UGLJOVODONIKA IZ VEĆ FORMIRANIHLE I TA

Tektonska aktivnost - naj č ešć e

Remigracija nafte izazvana pritokom gasa

Difuzija gasa kroz zaštitne stene

REMIGRACIJA nafte usled naknadnog



D

količinaug ovo on a o



A C generisanja, do

akumuliranja uležišta

B F

6

G 1,8 % za naftu

J 0,36 % za gas

P R I R O D N I R E Z E R V O A R IDefinicija:



Definicija:

Porozne i propusne stene značajnogras rostran en a u ko ima se može vršiti

sekundarna migracija i akumulacija potpovršinskih, .

Produktivni rezervoari (nosioci ugljovodonika) suga v n o e s ra van a u se men nom asenu



a ne s ene u pov a u po n Rezervoari: najčešće klastiti (peščari), ređe karbonati Lateralna (bočna) migracija fluida

Ležišta sa rubnom vodom

`



Silurske matične stene, trijaski reuzervoar

Brent (5) i

Statforjd (7)formacije –(Severno more)

MS – gornja jura (2)

Hith anhidrit jeregionalna ZS

rezervoarima. Nafta

potiče iz

matičnih stena



Hanifa formacije.



Zaštitne stene samo u povlati

Rezervoari: karbonati aleorel ef krečna c i

dolomiti, magmatske i metamorfne stene) Ležišta sa podinskom vodom

Vertikalna migracija fluida

Arbucle formacija karbonata (dolomiti, Kanzas)



ordovicijum

Matične stene (ordovicijumski Simpson shale i devonski Woodford shale)

- iznad Arbucle rezervoara

Panhandle-Hu oton USA



MS

6300 bušotina !

e sp oat san gas, a ot r vena na ta

TXL

MS



MS

MS

MS



Zaštitne stene okružuju rezervoar - sa svih strana

, ,

Ležišta bez aktivne vode

Specifična migracija

Naftno-gasno polje Goose Creek (USA)



Naftno ol e Belcher Kanada



e a o om zac e

LEŽIŠTE NAFTE I GASA

Svaka pojedinačna i samostalna akumulacija nafte i



Svaka pojedinačna i samostalna akumulacija nafte i

gasa u pr ro nom rezervoaru, sa e ns ven msistemom pritiska.

Ležište je sa svih strana ograničeno geološkim

vode, a predstavlja hidrodinamičku celinu.



• asna e a suvog v a nog gasa• Gasno-kondenzatna ležišta vlažni as retro radna

kondenzacija)

• Naftna ležišta sa gasnom kapom (naftno-gasna)

• Naftna ležišta sa mnogo rastvorenog gasa • a na e a sa ma o ras vorenog gasa nezas ena



Podela u zavisnosti od ležišne vode:

• e a sa vo om



–

– sa neaktivnom vodom (bez pritiska na UV fluide)

•

h m ki rik z v n rn r žim



a) Početna faza proizvodnje – slojna voda potiskuje naftu

navi e

(zavodnjavanje)



a) Početak proizvodnje - ekspanzija gasne kape potiskuje

b) Kasnija faza proizvodnje – smanjen dotok nafte

Shematski rikaz režima rastvoreno asa



a) Početna faza proizvodnje

pritiska ispod pritiska zasićenja

Vode naftnih i asnih ležišta

• U sedimentnim basenima se javljaju dva tipa voda:



j j j p

s o o na n ers c a na vezana vo a.

Slobodna voda može da se kreće kroz pore usled razlike

mineralna zrna u vidu hidroksilnih radikala atomskih

kapilarima. Vezana voda, za razliku od slobodne, ne, .

na površinu.

Opšta genetska podela voda: Meteorska voda (kisele, pune O2, malo soli, pri poniranju

karbonatni i sulfatni joni, a manje Mg i Ca nego kod



. Juvenilna voda (primarno magmatskog porekla, č esto

Konatna voda (sinsedimentna voda, ponekad meteorskaiz perioda hijatusa – ispod diskordancije). Sadrži više soliod morske, a naroč ito Na, K i hloride.

Vode mešovitog poreklaSalinitet konatnih voda u pešč arima po pravilu raste s dubinom po

stopi 80 - 300 mg / l / m, a lateralno raste ka centru basena.

Podela voda prema količini mineralnihmaterija:

• Obične (“slatke”, “sveže”) do 1 gr / l



• Slabo mineralizovane 1 - 4 gr / l -

• k min r liz v n 1 – r l • Slanjače (rasoli) preko 50 gr / l

Ležišne vode su najčešće jako mineralizovane ilis an a e, a o n su po u ca em me eors vo a

(koncentracija već a 2 - 8 x u odnosu na morsku vodu).

Sulinova klasifikacija voda (1946)• Sulfatno-natrijumske (retko ležišna voda)

• ro aro ona s o-na r ums e 2 , , r,na ens e s.

• Hloridno-ma nezi umske retko ležišna voda



Hloridno ma nezi umske retko ležišna voda

• Hloridno-kalcijumske (J, Br, Ba, Sr, radioaktivnost)

Analize voda su od značaja i kod istraživanja i kod

Tikelov

.

dijagram



Sulinov

snovn e ement e ta :

Zamka



Zamka

Rezervoar stene

Zaštitne stene

Ležišni fluidi (gas, nafta, voda)

Zamka “tra ”

• Deo prirodnog rezervoara u kome se uspostavljanjihovom kretanju. Fluidi se nalaze u stanju relativnog



mrovana.

• Barijera, tj. prepreka daljem kretanju fluida naviše

omo ućava akumulaci u nafte i asa u ležišta.

• am e mogu pro u vne nepro u vne(“sterilne”).



Mehanizmi obrazovanja zamki:



prirodnih rezervoara

Promene litološkog sastava

Pojava stratigrafskih diskordancija

om nac a nave en me an zama



Klasifikaci a zamki Levorsen, 1936



litološko-strati rafske

KOMBINOVANE

Ubiranjem



ase an em

Intruzijama soli ili eruptivaTektonskom frakturacijom

om nac om nave en a tora

Strukturne zamke nastale ubiranjem



Strukturne zamke nastale kompakcijom



Strukturne zamke nastale rasedanjem







zamke nastale



intruzijom soli,glina ili

Strukturne zamke nastaletektonskom frakturacijom



Primarno-stratigrafske (isklinjenja klastita,



sočiva i propusne facije tj. zone klastičnih,.

Sekundarno-stratigrafske (diskordancije,

as a n epov , na na na cemen ac a

Sočivaste primarno-stratigrafske zamke



Zamke iznad i ispod diskordancije



Mene Grande (Marakaibo, Venecuela)- asfaltni “čepovi” kao zaštitne stene -



Rezervoar stene (“kolektori”)

Propusne stene koje su sposobne da u sebe primei akumuliraju značajne količine UV, kao i da ih.



Deo su prirodnog rezervoara u kome dolazi doakumuliranja UV, odnosno sastavni su deo ležišta.

Propusno Neoropusno

Kvalitet rezervoar stena e određen n ihovimpetrofizičkim osobinama :



• POROZNOST ( ; %)

• PROPUSNOST (PERMEABILITET, 10 -15 m2 )

poroznosti sdubinom kod



pe ara

poroznosti sdubinom kod



e ova

Vrste poroznosti

• Prema genezi pora:

primarna i sekundarna.



• Prama veličini pora:superkapilarna, kapilarna i subkapilarna.

• Prema karakteru sistema ora:

inetergranularna i intermedijalna.

sledećim vrstama pora:• Pore između mineralnih zrna i čestica nastale u



procesu sedimentacije

• Pore ko e se nalaze na ovršima naslo avan a(između slojeva)

, .gasovitih mehurića

pore nastale:• Tektonskim deformaci ama

R j d



• Rastvaranjem stena vodom• Mehaničkim i hemijskim raspadanjem u

• Rekristalizaci om i dolomitizaci om

• Smanjenjem prvobitne zapremine stena (sušenje,u en e, a en e

P i i ti ič



Primeri tipičnesekundarne

oroznosti

• Superkapilarna ili “obična” poroznost - pore veće od 0,5 mmšl unkovi kru nozrni eskovi kavernozni krečn aci les . Kretan e

tečnosti - gravitaciono.

• Kapilarna poroznost - veličina pora odgovara rasponu 0,5 –

, ,

šč i) Kretanje tečnosti je otežano b dh i ih il li



peščari). Kretanje teč nosti je otežano zbog adhezionih sila, ali.

• Subkapilarna poroznost - pore manje od 0,0002 mm (gline,lapori i sitnozrni krečnjaci sa primarnom poroznošću). Moguće jesamo molekularno premeštanje tečnosti, i to pod delovanjemvisoke temperature i pritiska. Ovakve stene ne mogu biti rezervoar stene, već su dobre zaštitne stene.

Inter ranularna oroznost

Međuzrnasta poroznost određena strukturom stene

(oblik, veličina zrna), sortiranošću i rasporedom, .

j di t t b kl tič



je za sedimentne stene, posebno klastične.

Oblik zrna ao en a zrna po prav u ovo e o ve e, a ug as a o

manje poroznosti. Kao idealan se uzima sferni oblik.



Veličina zrna

utiče naporoznosti,međutim, u

praksi je



praksi je

je i ovaj

značaja.

Opšta klasifikacija klastičnih

• Gline (glinci) 0 001 0 005 mm



• Gline (glinci) 0,001-0,005 mm• -, ,

• Finozrni pesak (peščar) 0,05-0,10 mm

• nozrn pesa pe ar , - , mm• Srednjozrni pesak (peščar) 0,25-0,50 mm

• Krupnozrni pesak (peščar) 0,50-1,00 mm•

Sortiranost zrnaZnatno utiče na poroznost tako što ona raste s

ovećan em koefici enta sortiranosti.Kod slabo sortiranih sedimenata, manja zrna ispunjavaju

, .



Bitno utiče na oroznost. Na veću oroznost ima u

sedimenti čija su zrna raspoređena u obliku kocke



sedimenti čija su zrna raspoređena u obliku kocke.U ovom idealizovanom slu aju, poroznost iznosi

Zrnasu češćeraspoređenau roboidalnoj

,poroznost se

i do 26 %



i do 26 %.

Intermedi alna oroznost

Isključivo je sekundarna, a u nju spadajuavernozna, pu o ns a prs ns a poroznos .



Osim kod karbonatnih, veoma često se javlja i kod

.





Klasifikacija rezervoar stena premaporoznosti:

Vrlo loše < 5 %

Loše 5 -10 %



Loše 5 -10 %-

D r 1 -2Vrlo dobre 20 -25 %

Odlične > 25 %

Propusnost (permeabilitet)Osobina stena da kroz svoje pore propuštaju tečnosti i

• veličina pornog prostora i stepen njegove povezanosti u,

• litološki sastav posebno učešće (i vrsta) minerala glina



litološki sastav, posebno učešće (i vrsta) minerala glina• oblik, veličina i raspored zrna,

•• prisustvo pukotina• ara er pr su n u a

Shodno Darsijevom (d Arcy) zakonu

k =

F ΔP



k = koeficijent propusnosti (D)Q = Zapremina fluida koji protiče kroz cilindar u jedinici vremena (cm3 /s)

= -l = dužina cilindra (cm)F = Površina poprečnog preseka cilindra (cm2)

Nova jedinica koja odgovara 1 mD je 10-15 m2.

Propusnost u stenama može biti:• Apsolutna (fizička) - propusnost za neki homogeni fluid koji ne

karaktera i vrste poroznosti, kao i od osobina samog fluida.

• Fazna (efektivna) - propustnost za jedan fluid (tečnost ili gas) koji



( ) p p j ( g ) jse re e roz pore za e no sa rug m u ma. ve e man a oapsolutne, a osim osobina i zastupljenosti pojedinih fluida na nju

.

• Relativna - odnos izmedju fazne propusnosti za neki fluid iapsolutne propusnosti. U kolektorima se kreće od 0 (pri manjemzasićenju datog fluida) do 1 (kod 100 % zasićenja).



Klasifikacija rezervoar stena premapropusnos Jones, SAD :

• Visokoproduktivne > 1000 mD

-

• Nisko roduktivne 10 – 100 mD



Nisko roduktivne 10 100 mD

Granica koja se smatra minimumom za ekonomičnu proizvodnjunafte je oko 100 mD, dok je kod gasa dovoljno i nekoliko mD.

-

su odlični za proizvodnju nafte. Dobrim ležištima gasa mogu se-svega 25-40 mD.

Zavisnost poroznosti ipropusnosti



ZAŠTITNE STENEcap roc , sea

• Nepropusne stene koje zaustavljaju migraciju UV iomogućavaju očuvanje njihovih akumulacija u zemljinoj kori.

•



(so, anhidrit).

Kod najveć eg broja gigantskih naftnih polja ZS su šejlovi (60%), a

.

dominantniji (66%). Evaporitske zaštitne stene gigantskih gasnih, ,

Holandiji.

Osnovne karakteristike zaštitnih stena:

• Mala propusnost - pore jako malih dimenzija



• Veliki kapilarni pritisci (nadjačavaju silu potiska

.

• Često pod natpritiskom ("overpressure seal ")

Faktori ko i određu u efikasnostzaštitnih stena

• Litološki sastav



• Debljina (20-35 m)

• Porni pritisci

• Dubina (kompakcija)• Vreme

• Na polju “Harlingen” (Holandija) 50% akumuliranog gasase za o o , a zgu o uz om roz m e e ešejlove.



•gasa u paleozoiku do danas potpuno degradiran.

• Titonski Hith anhidriti i albski Nahr Umr šejlovi su posebno znač

ajnezaštitne stene naftnih i gasnih akumulacija u centralnom delu Persijskogzaliva.



Hith anhidrit je regionalna ZS gornjojurskim Arab rezervoarima koji sadrže oko 15mlrd. t nafte. Nafta potiče iz gornjojurskih matičnih stena Hanifa formacije (oksford-kimeridž).

PROMENE UGLJOVODONIKA U

LEŽIŠTIMA

Termičke promene nafte



p

Promene nafte usled ispiranja vodom

Biodegradacija nafte i gasa

Difuzija i oksidacija gasova

Termičke promene nafte• Intenzivno se odvijaju u metagenezi, kada se nafta transformiše u

gas (“krekovanje nafte” ). Na dubinama od preko 3,5 - 4 km, samo

25 % ležišta sadrži naftu, a preko 6 km je isključivo gas.

• “ ”

zoni katageneze, mada tek na oko 120 -140o

C. Pod uticajem



manje - stabilnije. Stvaraju se n-alkani (parafini) na račun naftena i

• Početna faza termičkog sazrevanja nafte je korisna jer dolazi do. ,

rastvorljivosti, u porama počinju da se talože asfalteni, čime se“ ” “.bitumen”, međutim, smanjuje propusnost i proizvodne mogućnosti.

Promene nafte usled ispiranja vodom

• – do akumulacija nafte i gasa, ispiraju se laki nafteni i,

se relativno obogaćuju asfaltenima.



• - ,migracije (do 1830 m u Meksičkom zalivu, 2100 m u delti, .

• Dobar indikator je odsustvo benzena i toluena.

Biodegradacija nafte i gasa• Biološka oksidacija UV (u alkohole, ketone i različite

,različitih aerobnih i anaerobnih mikroorganizama.

• Anaerobne: “zelene bakterije” (Pseudomonas fluorescensd it ifi Vib i d lf i ) fi k ft



denitrificans; Vibrio desulfuricans) – parafinske nafteprelaze u naftenske.

vodama, bogatim O2 (min. 0,8 mg/l). Brža biodegradacija,- ,aromata. Uglavnom do dubine 1500 m i T do 75-80oC.

Difuzi a i oksidaci a asova

• njihovom oksidacijom. U blizupovršinskim slojevima odvija,

kao i oksidacija uz prisustvo O2.



• methanicum (CH4, C3H8) i Mycobacterium perrugosum

2 6, 3 8, 6 14 .

Zadaci i kriterijumi klasifikacije ležišta:

Sveobuhvatna (potpuna)



Dosledna i jednostavna

Široko razumljiva i prihvaćena

Genetska, uz obuhvatanje morfologije (geometrije) zna a a za s ra van e pro zvo n u pra na

GENETSKO-MORFOLOŠKA

KLASIFIKACIJA LEŽIŠTA



NAFTE I GASA

(Aksin, 1967)

Prema tipu prirodnog rezervoara: SLOJNA, MASIVNA, ZONARNAI KOMPLEKSNA LEŽIŠTA

SLOJNA LEŽIŠTA

• Sa tektonskim trapom – Zatvorena svodom (zasvođena)

– Zatvorena tektonskim ekranom (ekranizovana)•



– Zatvorena svodom (zasvođena)

– atvorena strat gra s m e ranom spo s or anc e – Zatvorena stratigrafskim ekranom iznad diskordancije

• Sa litološkim trapom

•

• Sa složenim trapom

• Sa tektonskim trapom – Zatvorena svodom (zasvođena)

–

• Sa morfološkim trapom– Disjunktivnog porekla



– Disjunktivnog porekla

– Erozionog porekla

– Biogenog porekla

– Kombinovanog porekla• Sa složenim trapom

ZONARNA LEŽIŠTA• Sočivasta

•

KOMPLEKSNA LEŽIŠTA



KOMPLEKSNA LEŽIŠTA

Slojna i zonarna-sočivasta ležišta su najčešće u klastičnim

rezervoarima (peskovi i peščari), a masivna i zonarna-gnezdasta ukarbonatnim rezervoarima (krečnjaci, dolomiti) i u podlozi basenapaleoreljef)



Slojno ležište sa tektonskim trapom, zasvođeno



Slojna zasvodjena ležišta (rasedi ne



Saudi ska Arabi a



Slojna ležišta sa

e ons m,

ekranizovana



Proudhoe Bay (Aljaska)





Slojna ležišta sa stratigrafskim trapom



f r v rn m r N rv k



way a orn a



Groningen (Holandija)



Slojno ležište sa litološkim trapom(Hassi R`Mell , Alžir )





Slojna ležišta sa složenim trapom o var ara a o, enecue a



tektonskim

trapom,zasvo eno



Masivno ležište sa morfološkim trapom,







Zonarna sočivasta ležišta (Goose Creek, Texas)



Zonarna gnezdasta ležišta ( Belcher , Ontario, Kanada)



NAFTNA I GASNA POLJAAkumulacija nafte i gasa u jednom ili više ležišta, koja se

nalaze u okviru jedne potpovršinske strukture, poduslovom da n ihova ro ekci a na ovršini redstavl a

jednu celinu, tj. jedno polje. Ležište/a su pripremljena za.



U okviru jedne strukture mogu se javiti različiti tipovi ležišta,,

genezi zamke. Ležišta se javljaju jedno iznad drugog ili se.

Midway i Sunset (San Joaquin,a orn a



, , ,

dijapirizam)• Horizontalni pokreti (kompresija: nabiranje, navlačenje)



• ,dome, monoklinale, homoklinale)

• Pojava biogenetskih formi (koralni sprudovi)

•

Antiklinale i dome• Kompresione (ubrane)

• Dijapirske• Intruzivne

• ompa c oneMonoklinale i homoklinale • Normalne (tektonske)

• DiskordancioneSinklinale



Rifovske strukture

Prekrivene erozione strukture

• Masivi, • Delte i rukavci starih rekaKombinovane strukture

Kompresione antiklinale



Saudi ska Arabi a



Kompakciona antiklinala



“JERMENOVCI”



Intruzivna antiklinalaPenhandle - Hugoton (USA)



Monoklinale i homoklinale



Proudhoe Bay (Aljaska)



Hassi R`Mell Alžir





ase ne



Groningen (Holandija)







Prekrivene erozione strukture





Naftno polje “Piper” (UK, Severno more)





TXL (Texas)

Documents

GEologija Lezista Nafte i Gasa -1