Все о разломах и трещинах; методы изучения и приложения в практику > Разломы и нефтегазоносность недр
От разлома к тектоноблендеру - шаг вперед или два шага назад
Шевченко Николай Борисович:
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 17, 2016, 08:52:59 am ---...
Есть у меня эта книга, Хайдар Галимович. С того момента, как она вышла. Но нет там ответа, почему нефть на дне моря (не только на Каспии), почему она ТОНЕТ?
Не процитируете?
--- Конец цитаты ---
Валерий Александрович, основных причин две.
Первая химическая - окислянется, вторая физическая - обволакивает взвеси песчинок, планктон и т.п.. За счёт увеличения плотности превышающей плотность жидкой среды нефтяные згустки и тонут.
;)
Симонян Геворг Саркисович:
--- Цитата: Шевченко Николай Борисович от Августа 17, 2016, 09:59:11 am ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 17, 2016, 08:52:59 am ---...
Есть у меня эта книга, Хайдар Галимович. С того момента, как она вышла. Но нет там ответа, почему нефть на дне моря (не только на Каспии), почему она ТОНЕТ?
Не процитируете?
--- Конец цитаты ---
Валерий Александрович, основных причин две.
Первая химическая - окислянется, вторая физическая - обволакивает взвеси песчинок, планктон и т.п.. За счёт увеличения плотности превышающей плотность жидкой среды нефтяные згустки и тонут.
;)
--- Конец цитаты ---
Симонян Г.С. Конденсационные процессы при деградации нефти в гидросфере. Современная наука: актуальные проблемы и перспективы развития: Монография. книга 4 / под ред. проф. Н. А. Тарасенко– Ставрополь: Логос, 2014. – C.65-83.
МСН-4
КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ДЕГРАДАЦИИ НЕФТИ В ГИДРОСФЕРЕ
Симонян Г.С.
Ереванский государственный университет, Ереван, Армения
Показано, что нефть в воде находится в различных миграционных формах; поверхностных пленках (сликах), эмульсиях ( типа «нефть в воде» и «вода в нефти»), нефтяных агрегатах и комочках, в растворенной форме, сорбированный донными осадками и взвесями. Установлено, что при деградации нефти образуются непредельные соединения: алкены, непредельные кислоты и эфиры непредельных кислот. Показано, что в трансформации нефти в гидросфере участвуют компоненты нефти и сингенетичные вещества гидросферы, в частности, непредельные соединения и амины. Установлено, что нефть, попадая в водную среду естественных водоемов, будучи нерастворимой в воде, образует двухфазную систему нефть-вода и реакции трансформации нефти, в основном, протекают на границе раздела фаз нефть-вода и в эмульсиях, то есть протекают реакции межфазного катализа. ......
Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. В составе нефти обнаружено свыше 1000 индивидуальных органических веществ, содержащих: углерод (84-87%), водород (12-14%), кислород (0,005-3,6%), серу (1-2%) и азот. Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь низко - и высокомолекулярных соединений, относящихся к различным гомологическим рядам [1,2]. Низкомолекулярные соединения представляют собой, в основном, парафиновые, нафтено-парафиновые и ароматические углеводороды. Высокомолекулярная часть нефти состоит из высокомолекулярных парафиновых углеводородов, моно- и конденсированных нафтено-парафиновых, моно- и бициклических ароматических углеводородов ряда бензола и нафталина, смол и асфальтенов. Таким образом, нефть – это сложная многокомпонентная смесь, которая в зависимости от внешних условий проявляет свойства молекулярного раствора или дисперсной системы.
При попадании нефти в воду сразу же образуется поверхностная пленка, которая подвергается множеству физических, химических, биохимических и механических процессов; это прежде всего испарение, эмульгирование, растворение, окисление, биодеградация и седиментация. С первых секунд контакта нефти и нефтепродуктов с водной средой начинают быстро развиваться сложные превращения, длительность и результаты которых зависят как от свойств и состава самой нефти, так и от конкретной ситуации. Морские течения и атмосферная циркуляция обуславливают перемешивание и перемещение нефтепродуктов по всей акватории моря, что также приводит к загрязнению его шельфа и берегов. Распространение разлитой на водной поверхности нефти происходит под действием сил тяжести и контролируется ее вязкостью и силами поверхностного натяжения. Уже через 10 мин. после разлива 1 т нефти она распространяется на акватории в радиусе 50 м и толщиной слоя 110 мм, с последующим образованием более тонкой пленки (менее 1 мм) и покрытием акватории площадью до 12 км2. Образование равномерных пленок определяется содержанием высокомолекулярных соединений (смол и асфальтенов), которые слабо трансформируются под воздействием внешних факторов [3]. При содержании асфальтенов более 1% нефть плохо растекается по морской поверхности. На сегодняшний день площадь покрытия поверхности океана пленками нефтепродуктов меньше частоты их обнаружения и в среднем не превышает 1%.Нефть, как и поверхностная вода, движется со скоростью, составляющей несколько процентов от скорости ветра. По приблизительным оценкам, скорость перемещения нефтяных пленок составляет 60% от скорости течения и 2–4% от скорости ветра.
При попадании нефти в воду одним из первых процессов самоочищения водоема является испарение, оно касается в основном летучих фракций нефти. Cкорость испарения зависит от состава, площади испарения, типа «емкости», в которой они находятся, скорости движения воздуха, давления насыщенных паров нефти или нефтепродукта. Атмосфера способствует испарению летучих фракций нефти, последние подвергаются атмосферному окислению и переносу и могут вернуться на землю или в океан. Местом контакта атмосферы с морскими водами является поверхностный микрослой, в котором и происходит концентрирование углеводородов, что объясняется, прежде всего, несколько меньшей их плотностью по сравнению с плотностью воды и незначительной водорастворимостью. Многие источники такого поступления достаточно регулярны, но с поверхностного слоя путем испарения легких фракций и отлета с брызгами осуществляется и постоянный отток нефтяных углеводородов.
Наиболее интенсивно процесс испарения идет в первые часы, и уже через 0,5 часа после попадания нефти на водную поверхность летучих соединений остается гораздо меньше. К концу первых суток испаряется 50 % соединений, содержащих углерода до С15 и польностью в течение 10 суток. Углеводороды С15-С25 удерживаются намного дольше, так к концу третьей недели улетучиваются с водной поверхности - 50 % соединений С17, а тяжелые фракции более С25 практически не испаряются. При температуре 20-22 °С испаряется до 80 % технического бензина, 22 % керосина, 15 % нефти и около 0,3 % мазута. В целом потери при испарении составляют до 2/3 от всей массы разлитой по водной поверхности нефти. В целом только одно испарение может удалить до 50 % углеводородов сырой нефти, до 10 % тяжелой и до 75 % легкой топливной нефти.
До 15 % углеводородов нефти переходит в растворенное состояние, и этот переход в раствор растянут во времени и в большей степени зависит от гидродинамических и физико-химических условий в поверхностных водах. Максимально устойчивые в воде концентрации растворенных углеводородов составляют 0,3-0,4 мг/м3. Растворимость в воде связана прежде всего с химическим составом, она уменьшается со снижением содержания в нефтепродуктах ароматических углеводородов и с повышением концентраций парафиновых, то есть растворимость увеличивается в ряду: ароматические углеводороды > циклопарафины > парафины. Величины растворимости для нефти составляют 10-50, бензинов - до 5, керосинов - 2-5, дизельного топлива 8-22 мг/л. Наибольшей растворимостью отличаются такие соединения, как бензол (1800), толуол (600), ксилол (200) и этилбензол (150 мг/л).
При растекании сырой нефти по воде она быстро теряет свои летучие компоненты, а оставшиеся более вязкие фракции начинают тормозить процесс растекания. Пленочная нефть в водной среде дрейфует преимущественно по направлению ветра со скоростью, часто превышающей скорость движения воды и составляющей 3-4 % от скорости ветра.
По причине испарения нефтяных углеводородов и частично с растворением их в воде плотность и вязкость нефтяной пленки постепенно увеличиваются, поверхностное натяжение уменьшается – растекание прекращается. Волны и течения вызывают развитие турбулентных движений, и нефтяная пленка распадается на отдельные капли. Нефть быстро сорбирует воду (до 80 % ее объема) и формирует эмульсию типа «вода в нефти», это зависит от физико-химических свойств нефтепродукта и ветра, волнения, вертикальной турбулентности, температуры воды, наличия взвесей и твердых частиц. Устойчивость водно-нефтяных эмульсий существенно зависит от поверхностно – активных веществ (ПАВ), которые концентрируются в межфазном слое эмульсии. В процесе формирования эмульсии принимают участие компоненты нефти с высокой поверхностной активностью, нафтеновые и жирные кислоты, смолы, вещества с низкими поверхностно-активными свойствами, асфальтенами [6]. Помимо эмульсии «вода в нефти» получается и эмульсия типа «нефть и воде», особенно при участии диспергирующих химических соединений. В этом случае происходит образование мельчайших капель нефти, что резко увеличивает поверхность раздела сред и способствует ускорению процессов разрушения нефтяных углеводородов. На образование этих агрегатов уходит 5-10 % разлитой нефти. Размер агрегатов колеблется от 1 мм до 1 см, время существования таких нефтяных агрегатов составляет от 1 месяца до 1 года. Такие агрегаты под действием сил тяжести оседают на дно. В их состав входят в основном парафиновые и ароматические углеводороды, а эти очень стойкие образования существуют годами.
Присутствие в воде и на суше частиц различного состава приводит к тому, что часть нефти (10-30 %) сорбируется на них и постепенно уплотняется до весьма твердых комочков и шаров или осаждается на дно водоема; эти процессы наиболее активно происходят в прибрежной полосе и на мелководье из-за интенсивного перемешивания. Смоляные комки и агрегаты формируются также при перевозке нефти в танкерах и при балластировке и очистке танков они попадают в море.
Суммарный вес нефтяных агрегатов на всей акватории Мирового океана составляет не менее 0,5 млн т . Их содержание на морской поверхности в различных акваториях варьирует в широких пределах: от 0,001 до 2270 мг/м2 [3].
Тяжелые фракции нефти могут сохраняться в толще грунта или в донных осадках в течение многих месяцев и даже лет.
Карпов Валерий Александрович:
--- Цитата: Шевченко Николай Борисович от Августа 17, 2016, 09:59:11 am ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 17, 2016, 08:52:59 am ---...
Есть у меня эта книга, Хайдар Галимович. С того момента, как она вышла. Но нет там ответа, почему нефть на дне моря (не только на Каспии), почему она ТОНЕТ?
Не процитируете?
--- Конец цитаты ---
Валерий Александрович, основных причин две.
Первая химическая - окислянется, вторая физическая - обволакивает взвеси песчинок, планктон и т.п.. За счёт увеличения плотности превышающей плотность жидкой среды нефтяные згустки и тонут.
;)
--- Конец цитаты ---
Т.е., Николай Борисович, как минимум, по этим двум причинам можем иметь нисходящую фильтрацию УВ?
Карпов Валерий Александрович:
--- Цитата: Симонян Геворг Саркисович от Августа 17, 2016, 10:20:23 am ---
--- Цитата: Шевченко Николай Борисович от Августа 17, 2016, 09:59:11 am ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 17, 2016, 08:52:59 am ---...
Есть у меня эта книга, Хайдар Галимович. С того момента, как она вышла. Но нет там ответа, почему нефть на дне моря (не только на Каспии), почему она ТОНЕТ?
Не процитируете?
--- Конец цитаты ---
Валерий Александрович, основных причин две.
Первая химическая - окислянется, вторая физическая - обволакивает взвеси песчинок, планктон и т.п.. За счёт увеличения плотности превышающей плотность жидкой среды нефтяные згустки и тонут.
;)
--- Конец цитаты ---
Симонян Г.С. Конденсационные процессы при деградации нефти в гидросфере. Современная наука: актуальные проблемы и перспективы развития: Монография. книга 4 / под ред. проф. Н. А. Тарасенко– Ставрополь: Логос, 2014. – C.65-83.
МСН-4
КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ДЕГРАДАЦИИ НЕФТИ В ГИДРОСФЕРЕ
Симонян Г.С.
Ереванский государственный университет, Ереван, Армения
Показано, что нефть в воде находится в различных миграционных формах; поверхностных пленках (сликах), эмульсиях ( типа «нефть в воде» и «вода в нефти»), нефтяных агрегатах и комочках, в растворенной форме, сорбированный донными осадками и взвесями. Установлено, что при деградации нефти образуются непредельные соединения: алкены, непредельные кислоты и эфиры непредельных кислот. Показано, что в трансформации нефти в гидросфере участвуют компоненты нефти и сингенетичные вещества гидросферы, в частности, непредельные соединения и амины. Установлено, что нефть, попадая в водную среду естественных водоемов, будучи нерастворимой в воде, образует двухфазную систему нефть-вода и реакции трансформации нефти, в основном, протекают на границе раздела фаз нефть-вода и в эмульсиях, то есть протекают реакции межфазного катализа. ......
Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. В составе нефти обнаружено свыше 1000 индивидуальных органических веществ, содержащих: углерод (84-87%), водород (12-14%), кислород (0,005-3,6%), серу (1-2%) и азот. Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь низко - и высокомолекулярных соединений, относящихся к различным гомологическим рядам [1,2]. Низкомолекулярные соединения представляют собой, в основном, парафиновые, нафтено-парафиновые и ароматические углеводороды. Высокомолекулярная часть нефти состоит из высокомолекулярных парафиновых углеводородов, моно- и конденсированных нафтено-парафиновых, моно- и бициклических ароматических углеводородов ряда бензола и нафталина, смол и асфальтенов. Таким образом, нефть – это сложная многокомпонентная смесь, которая в зависимости от внешних условий проявляет свойства молекулярного раствора или дисперсной системы.
При попадании нефти в воду сразу же образуется поверхностная пленка, которая подвергается множеству физических, химических, биохимических и механических процессов; это прежде всего испарение, эмульгирование, растворение, окисление, биодеградация и седиментация. С первых секунд контакта нефти и нефтепродуктов с водной средой начинают быстро развиваться сложные превращения, длительность и результаты которых зависят как от свойств и состава самой нефти, так и от конкретной ситуации. Морские течения и атмосферная циркуляция обуславливают перемешивание и перемещение нефтепродуктов по всей акватории моря, что также приводит к загрязнению его шельфа и берегов. Распространение разлитой на водной поверхности нефти происходит под действием сил тяжести и контролируется ее вязкостью и силами поверхностного натяжения. Уже через 10 мин. после разлива 1 т нефти она распространяется на акватории в радиусе 50 м и толщиной слоя 110 мм, с последующим образованием более тонкой пленки (менее 1 мм) и покрытием акватории площадью до 12 км2. Образование равномерных пленок определяется содержанием высокомолекулярных соединений (смол и асфальтенов), которые слабо трансформируются под воздействием внешних факторов [3]. При содержании асфальтенов более 1% нефть плохо растекается по морской поверхности. На сегодняшний день площадь покрытия поверхности океана пленками нефтепродуктов меньше частоты их обнаружения и в среднем не превышает 1%.Нефть, как и поверхностная вода, движется со скоростью, составляющей несколько процентов от скорости ветра. По приблизительным оценкам, скорость перемещения нефтяных пленок составляет 60% от скорости течения и 2–4% от скорости ветра.
При попадании нефти в воду одним из первых процессов самоочищения водоема является испарение, оно касается в основном летучих фракций нефти. Cкорость испарения зависит от состава, площади испарения, типа «емкости», в которой они находятся, скорости движения воздуха, давления насыщенных паров нефти или нефтепродукта. Атмосфера способствует испарению летучих фракций нефти, последние подвергаются атмосферному окислению и переносу и могут вернуться на землю или в океан. Местом контакта атмосферы с морскими водами является поверхностный микрослой, в котором и происходит концентрирование углеводородов, что объясняется, прежде всего, несколько меньшей их плотностью по сравнению с плотностью воды и незначительной водорастворимостью. Многие источники такого поступления достаточно регулярны, но с поверхностного слоя путем испарения легких фракций и отлета с брызгами осуществляется и постоянный отток нефтяных углеводородов.
Наиболее интенсивно процесс испарения идет в первые часы, и уже через 0,5 часа после попадания нефти на водную поверхность летучих соединений остается гораздо меньше. К концу первых суток испаряется 50 % соединений, содержащих углерода до С15 и польностью в течение 10 суток. Углеводороды С15-С25 удерживаются намного дольше, так к концу третьей недели улетучиваются с водной поверхности - 50 % соединений С17, а тяжелые фракции более С25 практически не испаряются. При температуре 20-22 °С испаряется до 80 % технического бензина, 22 % керосина, 15 % нефти и около 0,3 % мазута. В целом потери при испарении составляют до 2/3 от всей массы разлитой по водной поверхности нефти. В целом только одно испарение может удалить до 50 % углеводородов сырой нефти, до 10 % тяжелой и до 75 % легкой топливной нефти.
До 15 % углеводородов нефти переходит в растворенное состояние, и этот переход в раствор растянут во времени и в большей степени зависит от гидродинамических и физико-химических условий в поверхностных водах. Максимально устойчивые в воде концентрации растворенных углеводородов составляют 0,3-0,4 мг/м3. Растворимость в воде связана прежде всего с химическим составом, она уменьшается со снижением содержания в нефтепродуктах ароматических углеводородов и с повышением концентраций парафиновых, то есть растворимость увеличивается в ряду: ароматические углеводороды > циклопарафины > парафины. Величины растворимости для нефти составляют 10-50, бензинов - до 5, керосинов - 2-5, дизельного топлива 8-22 мг/л. Наибольшей растворимостью отличаются такие соединения, как бензол (1800), толуол (600), ксилол (200) и этилбензол (150 мг/л).
При растекании сырой нефти по воде она быстро теряет свои летучие компоненты, а оставшиеся более вязкие фракции начинают тормозить процесс растекания. Пленочная нефть в водной среде дрейфует преимущественно по направлению ветра со скоростью, часто превышающей скорость движения воды и составляющей 3-4 % от скорости ветра.
По причине испарения нефтяных углеводородов и частично с растворением их в воде плотность и вязкость нефтяной пленки постепенно увеличиваются, поверхностное натяжение уменьшается – растекание прекращается. Волны и течения вызывают развитие турбулентных движений, и нефтяная пленка распадается на отдельные капли. Нефть быстро сорбирует воду (до 80 % ее объема) и формирует эмульсию типа «вода в нефти», это зависит от физико-химических свойств нефтепродукта и ветра, волнения, вертикальной турбулентности, температуры воды, наличия взвесей и твердых частиц. Устойчивость водно-нефтяных эмульсий существенно зависит от поверхностно – активных веществ (ПАВ), которые концентрируются в межфазном слое эмульсии. В процесе формирования эмульсии принимают участие компоненты нефти с высокой поверхностной активностью, нафтеновые и жирные кислоты, смолы, вещества с низкими поверхностно-активными свойствами, асфальтенами [6]. Помимо эмульсии «вода в нефти» получается и эмульсия типа «нефть и воде», особенно при участии диспергирующих химических соединений. В этом случае происходит образование мельчайших капель нефти, что резко увеличивает поверхность раздела сред и способствует ускорению процессов разрушения нефтяных углеводородов. На образование этих агрегатов уходит 5-10 % разлитой нефти. Размер агрегатов колеблется от 1 мм до 1 см, время существования таких нефтяных агрегатов составляет от 1 месяца до 1 года. Такие агрегаты под действием сил тяжести оседают на дно. В их состав входят в основном парафиновые и ароматические углеводороды, а эти очень стойкие образования существуют годами.
Присутствие в воде и на суше частиц различного состава приводит к тому, что часть нефти (10-30 %) сорбируется на них и постепенно уплотняется до весьма твердых комочков и шаров или осаждается на дно водоема; эти процессы наиболее активно происходят в прибрежной полосе и на мелководье из-за интенсивного перемешивания. Смоляные комки и агрегаты формируются также при перевозке нефти в танкерах и при балластировке и очистке танков они попадают в море.
Суммарный вес нефтяных агрегатов на всей акватории Мирового океана составляет не менее 0,5 млн т . Их содержание на морской поверхности в различных акваториях варьирует в широких пределах: от 0,001 до 2270 мг/м2 [3].
Тяжелые фракции нефти могут сохраняться в толще грунта или в донных осадках в течение многих месяцев и даже лет.
--- Конец цитаты ---
Геворг Саркисович-джан!
А что происходит с эмульсиями в разломных зонах?
Зинатов Хайдар Галимович:
--- Цитата: Шевченко Николай Борисович от Августа 17, 2016, 09:59:11 am ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 17, 2016, 08:52:59 am ---...
Есть у меня эта книга, Хайдар Галимович. С того момента, как она вышла. Но нет там ответа, почему нефть на дне моря (не только на Каспии), почему она ТОНЕТ?
Не процитируете?
--- Конец цитаты ---
Валерий Александрович, основных причин две.
Первая химическая - окислянется, вторая физическая - обволакивает взвеси песчинок, планктон и т.п.. За счёт увеличения плотности превышающей плотность жидкой среды нефтяные згустки и тонут. ;)
--- Конец цитаты ---
Конешно же, Валерий Александрович, можно процицировать из упомянутой книги Н.А. Кудрявцева пример взаимодействия УВ в лабусловиях : при обволокивание УВ песчинок - оне связываются или "склеиваются" с песчинками и... тонут вместе с песчинками.
Уважаемый Николай Борисович меня опередил! :)
Вы же , Валерий Александрович, при купании на Шиховском пляже ботали по морскому дну усеянному не галькой или обломками двустворчатых, а по ... песчанному дну. Всех пляжей по Баку я не проплыл. Но вроде бы они усе - песчанистые, что на Шиховском пляже, что севернее Баку, вплоть до Махачкалы. И далее до Астрахани, И вроде бы далее по восточному побережью Озера - внутриконтинентального "моря" Капия - анклавного остатка от Океана Тетис до бывшего порта "Шевченко" и до Мангышлака пляжи такие же песчаные. А вота нефтеимеющим иранцам на территории "Эдема", малость не повезло: южный - иранский берег у подножий горной системы Эльбурса (прошу не путать с неугасшим пока, молоденьким "двухголовым" вулканом Эльбрусом, который находиться в РФ): там - на дне Каспия накапливается значительно более крупнообломочный материал. Мож поэтому черноикровая рыба и каспийская селедка , и "истинная"" вобла (у нас здесь под Казанью она называется "сорожкой") не хочут нереститья у берегов Ирана. А усе пруться по "рыбьей" памяти "сбросить" икру в притоки Волги или Каму - в нашем Среднем Поволжье, или Урал (Ялик - до при бунте Емельяна Пугачева). :). Да гидрогэсовские плотины построенные при Совдепии не пускают каспийскую рыбу на места их прежнего нереста :(. Вота и нету у нас в Среднем и верхнем Поволжье того изобилия черной икры, которую ложками ели бы и она - обрыдла. Нету и несколькотонных белух, нету и каспийской сельди, которую "заломом" бы укладывали в бочки :( >:(. Так эндемичная от Каспия сорожка (вобла) плодится и размножается, да иногда на удочку придонную стерлядочка - падальщица (вкусная-зараза!!!) некрупная попадается. Так..., конешно речной рыбы хватает у тех, кто промышляет.., на.
Навигация
Перейти к полной версии