Теории образования Земли, глубинное строение ее внутренних оболочек и другие вопросы мироздания > О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи в земной коре
О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи
Устьянцев Валерий Николаевич:
Вывод.
1. Процессы синтеза минерального сырья, не могут протекать самопроизвольно, без дополнительного притока энергии извне. Такие системы являются типичными открытыми диссипативными системами.
2. Процесс синтеза минерального сырья, - антиэнтропийный, так-как он происходит в более крупной диссипативной системе, дающей ему необходимую энергию.
3. Поступление дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для развития таких систем, может осуществляться за счет волновой передачи энергии от внешних, по отношению к данной системе источников энергии.
4. Все ведущие энергетические центры находятся в мантии.
Пределы мантии, - область синтеза минерального сырья, область земной коры является,
6. Благородные газы генетически связаны с торием и ураном. «В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Нe и Ne коррелируют с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе» (Ю.Э. Шуколюков, РАН).
7. Минеральное сырье генетически связано с волной энергии распада тория, урана, кинетической энергией благородных газов и с тепловой энергией зоны: ядро-мантия. Волна энергии способствует дифференциации вещества.
7. Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах, что указывает на едины мантийный источник ее образования.
Этот факт указывает на единый источник энергии, - стационарный энергетический центр первого рода (СЭЦ), под воздействием которого происходит синтез минерального сырья и структурно-вещественное преобразование системы Земли.
Процессы происходящие в системе Земли, связаны генетически волной энергии.
На Земле существует более чем 40 000 нефтяных и газовых месторождений мира всех размеров. Из этих месторождений 94 процента сосредоточены менее чем в 1500 гигантских и крупных природных скоплениях происхождение которых практически одинаково.
Устьянцев Валерий Николаевич:
Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах, что указывает на едины мантийный источник ее образования.
Этот факт указывает на единый источник энергии, - стационарный энергетический центр первого рода (СЭЦ), под воздействием которого происходит синтез минерального сырья и структурно-вещественное преобразование системы Земли.
Устьянцев Валерий Николаевич:
Кларки - распространенность химических элементов. Кларк концентрации КК и энергия рудообразования. Содержание химических элементов в горных породах и минералах
Внедрение в геохимию новых высокочувствительных,, точных и производительных физических методов анализа: нейтронно-активационного, атомно-адсорбционного и др.— позволило уточнить кларки большинства химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева, дифференцировать их величины для отдельных типов горных пород, впервые установить кларки почв, Мирового океана, речных и подземных вод, живого вещества, отдельных минералов.
В СССР эту работу возглавил академик А. П. Виноградов. В 1956 г. им были опубликованы данные среднего содержания химических элементов в ультраосновныхг основных, средних и кислых изверженных породах, в осадочных породах (глинах и сланцах), а также в каменных метеоритах. Приняв условно, что твердая земная кора состоит на две трети из кислых пород и на одну треть из основных, А. П. Виноградов высчитал кларки земной коры. Для некоторых редких элементов — Se, Ru, Rh, Pd, AgT In, Te, Cs, Ce, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Yb, Lu, Hf, Re, Os,. Ir, Pt, Au, Bi — были приведены лишь ориентировочные величины. Для Н, Не, N, Ar, Kr, Xe, Pm, Но, W, Rn кларки вообще не были известны. В США аналогичная сводка опубликована Д. Грином в 1959 г. В 1962 г. А. П. Виноградов уточнил ранее приведенные данные.
Американские ученые К. Таркяни К. Ведеяоль в 1961 г. еще более расширили информацию, приведя данные о* среднем содержании элементов в изверженных и осадочных породах, известковых и глинистых глубоководных осадках. Изверженные породы они расчленили на ультра- базиты, базальты, бедные и богатые кальцием гранитоиды,. сиениты. Осадочные породы дифференцированы на глины, песчаники и карбонатные породы. Для ряда элементов приведены новые величины, но, с другой стороны, кларки многих элементов охарактеризованы лишь буквами: А — основные элементы живого вещества, гидросферы и атмосферы (Н, С, О), Я —редкие газы (Не, Ne, Ar и др.), С — на Земле в естественных условиях не известны (Тс, Pm), Я —данные отсутствуют (Ru, Rh, Те, Re, Os, Ir и др.), Е — недолговечные радиоактивные атомы (Po, At, Ra, Fr и др.) и F — элементы, образующиеся в результате слабых процессов захвата нейтронов ураном (Np, Pu). Новые кларки земной коры рассчитал американский ученый •С. Р. Тейлор.
В последние десятилетия при подсчетах кларков стали учитывать объемы и массы отдельных типов пород, геологические и геофизические данные о строении различных частей земной коры, например материков и океанов. Такой более точный метод использован в 1956 г. американским геохимиком А. Полдервартом и позднее развит в нашей стране членом-корреспондентом АН СССР А. Б. Ро- новым и А. А. Ярошевским. Так возникло понятие о региональных кларках. А. Б. Ронов, например, установил кларки известняков, глин, песков Русской платформы и доказал, что они закономерно менялись в ходе геологической истории: в карбонатных породах постепенно уменьшалось содержание магния, в глинах — магния и калия ж т. д.
За время геологической истории менялись и соотношения между породами. По А. Б. Ронову, 3,5 млрд, лет назад на континентах преобладали эффузивные породы преимущественно основного состава, относительно обогащенные кальцием и железом. Но уже около 2 млрд, лет назад стали преобладать осадочные породы и гранитоиды.
А. А. Беус при подсчетах кларков учитывал распределение породообразующих элементов в различных типах торных пород для отдельных регионов, структурных единиц земной коры, оболочек литосферы в целом. Исследователь статистически обосновал свои подсчеты, использовал различные модели.
Так, были установлены кларки 12 элементов для осадочной оболочки континентов, «гранитной оболочки», «базальтовой оболочки континентов» (два варианта), всей континентальной литосферы без осадочной оболочки (два варианта) и, наконец, для всей литосферы без осадочной оболочки (два варианта). В 1975 г. для литосферы и слагающих ее основных типов пород А, А. Беус привел кларки почти всех элементов периодической системы. При подсчетах он использовал также новейшие данные Д. Грина. Позднее расчеты среднего содержания породообразующих и некоторых редких элементов в магматических породах океанов и континентов опубликовал Б. Г. Лутц. Новые пути оценки среднего состава земной коры наметил Л. С. Бородин.
Использование новых методов анализа позволило с большой точностью определить содержание химических элементов в горных породах и минералах. По сравнению с первой половиной XX в. количество данных возросло во много раз, изменились представления о кларках ряда элементов. Например, в 1933 г. А. Е. Ферсман приводил для кларков скандия и селена в литосфере величины 6-10~4 и 8-10~5%, а А. А. Беус в 1975 г.—соответственно 2,4 -10~3 и М0"5%. Наименее ясным остался вопрос о кларках земной коры в целом, так как неизвестно соотношение в ней различных типов пород. Актуальной задачей является также определение кларков ряда сверхредких элементов (Ru, Rh, Os, Pt, Po, Pa, Ac, Ra), для которых пока нет подсчетов даже по отдельным породам.
Большая работа проделана и по определению кларков гидросферы. Для Мирового океана подсчеты выполнены А. П. Виноградовым и американским геохимиком Е. Гольдбергом, для. различных типов подземных вод — С. Л. Швар- цевым. А. П. Виноградов привел ориентировочные кларки почв и живого вещества. Были также выполнены новые гипотетические расчеты кларков мантии, земного ядра и Земли в целом (главным образом на основе различных метеоритных моделей).
В 1937 г. В. И. Вернадский ввел понятие о кларке концентрации (КК) — отношении содержания химического элемента в данной системе к его среднему содержанию в земной коре. А. Е. Ферсман подчеркивал практическое значение этого показателя и предлагал определять КК для 1 отдельных регионов, свит и формаций, пород, руд. Этот вопрос ученый намеревался осветить в последнем (шестом) томе «Геохимии».
На основе анализа большого фактического материала- член-корреспондент АН СССР Л. Н. Овчинников установил прямую зависимость между кларком элемента в литосфере и глобальными запасами его руд, запасами в отдельных провинциях, содержанием металла в руде. Исследования на Алтае подтвердили эту зависимость не только для главных элементов руд, но и для элементов-спутников.
На основе использования кларков концентрации вычисляется и энергия рудообразования. Это понятие ввел Н. И. Сафронов. Основанием для расчета послужила идеализированная термодинамическая модель, согласно которой концентрация рудных элементов происходит по закону идеальных газов из рассеянного состояния в результате сжатия «атмосферы» газа. В качестве исходного состояния принимается гранитоидная магма, что позволило Н. И. Сафронову вывести следующую формулу:
Е = K.lnK,
где Е — энергия рудообразования данного элемента, рассчитанная на единицу объема, К — кларк концентрации: элемента в руде (относительно гранитоидов). Хотя предпосылки этих построений достаточно условны (термодинамика идеальных газов, гранитоиды как источник металлов и т. д.), полученные выводы хорошо согласуются с экспериментальными данными. Расчеты энергии рудообразования дали возможность установить математические закономерности, связывающие глобальные запасы руд металлов с их содержанием в рудах, и на этой основе оценивать перспективы рудоносности отдельных территорий. Данные построения применимы и к анализу ореолообра- зования.
Согласно расчетам Н. И. Сафронова, основное количество металлов рассеяно в горных породах в кларковых количествах и лишь ничтожная часть сосредоточена в рудных месторождениях (как в известных, так и в тех, которые еще будут обнаружены).
Сравнивая кларки концентрации разных элементов в одной и той же системе, можно делать выводы о миграции элементов в земной коре (А. И. Перельман).
Время скептического отношения к «числам Кларка», о котором не раз упоминал в своих трудах А. Е. Ферсман, давно прошло. Ныне они, как и предвидел ученый, действительно стали константами мира и широко используются не только в теоретической, но и в прикладной геохимии,, в науке о рудных месторождениях и других науках о Земле. «В законах кларков кроются еще огромные области познания мира, и еще огромная исследовательская работа должна вестись, чтобы уточнить эти величины и показать* каковы кларки в разных областях мироздания»,— писал А. Е. Ферсман1. Эти его мысли актуальны и в наши дни.
Устьянцев Валерий Николаевич:
2 августа 2023 10:02 , ИА "Девон" )
В этом году в Татарстане отмечают 80-летие начала добычи нефти в республике и 75-летие открытия нефтяного мегагиганта - Ромашкинского месторождения.
За это время «Ромашка» прошла несколько этапов – от бурного освоения в 1950-1970-е годы, спада в кризисные годы и до стабилизации добычи в двухтысячные. О том, как нефтянка Татарстана переживает «третье дыхание» и что ждет одно из крупнейших в мире месторождений – в обзоре журналиста Информагентства «Девон» Аскара МАЛИКОВА.
Ромашкинское месторождение открыто в 1948 году. Оно залегает на территориях восьми административных районов юго-востока Татарстана.
За 75 лет интенсивной разработки оно стало совсем другим в плане запасов, чем в середине 20 века, отмечают специалисты. Изменились коллекторские свойства пластов и состав углеводородов.
Месторождение теперь имеет другие гидрогеологические, гидродинамические, тепловые и физико-химические режимы. Это значит, что для рациональной разработки нужны новые решения. И они активно внедряются компанией «Татнефть».
Сегодня основные горизонты «Ромашки» разведаны. Но доразведка локальных залежей продолжается и по сей день. Геологические запасы нефти оцениваются в 5 млрд тонн, доказанные и извлекаемые запасы — в 3 миллиарда.
Глубина разработки нефтяных отложений составляет 1,8 километра. Нефтеносность по состоянию на 2021 год была установлена в 22 горизонтах девона и карбона. Восемнадцать из них дали промышленные притоки нефти. Всего на Ромашкинском было выявлено порядка 200 залежей.
Самым важным считается первый девонский нефтяной пласт ДI. С ним связано 80% всех запасов нефти в этом нефтеносном районе. При разработке этого богатого пласта залежи «разрезали» на отдельные площади кольцевыми рядами нагнетательных скважин. Интересно, что запасы каждой площади сравнимы с крупным месторождением.
Несмотря на то, что месторождение является зрелым, в «Татнефти» продолжают находить здесь новые запасы углеводородов. В этом нефтяникам помогают ученые Казанского федерального университета. Они совместно с специалистами «Татнефти» работают над повышением эффективности разработки этой нефтяной «кладовой».
«Из него уже 3 млрд добыто, и еще столько же может быть найдено, - считает проректор КФУ, директор Института геологии и нефтегазовых технологий Данис НУРГАЛИЕВ. - С помощью цифровых технологий, основанных на геохимии, геофизике, ищем целики. Мы меняем парадигму разработки обводненных и старых месторождений».
По его словам, оконтуривание залежей позволит резко уменьшить обводненность промысла. Это важно с экономической и экологической точки зрения, отмечает ученый. В России сегодня известны 10 супергигантских месторождений. В основном на них добываются флюиды, в которых содержится лишь 3-5% нефти, говорил Нургалиев. Технологии, отработанные в Татарстане, будут применять на других «гигантах».
Прим. ИА Девон: Целики – это участки с неизвлеченной нефтью в выработанной части залежи. Запасы могут оставаться в отдельных пропластках, или за контурами воды.
«Перед Татнефтью стоит задача локализации оставшихся запасов, уже находящихся в длительной выработке», - добавляет замдиректора по инновационной деятельности ИГиНГТ Владислав СУДАКОВ.
С этой целью в «Татнефти» актуализировали имеющиеся запасы данного месторождения. Так, в 2022 году компания завершила уникальный для РФ проект переинтерпретации всех скважин на этом объекте.
Для этого применены современные технологии, среди которых - цифровые алгоритмы управления объектами нефтедобычи, 3D-моделирование, «умные месторождения». Такую сложную и масштабную работу в России еще никто не проводил.
Cкорость интерпретации геофизических исследований скважин (ГИС) удалось ускорить в 5 раз благодаря комплексной цифровизации и внедрению интеллектуальных систем.
Кроме того, в Центре моделирования ПАО «Татнефть» создают постоянно действующие геолого-гидродинамические модели. ГГМ позволяют исследовать и прогнозировать процессы при разработке месторождений.
Использование непрерывных данных дало возможность выделять ранее пропущенные коллекторы с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами. Это актуально для месторождений на поздних стадиях разработки, коим и является Ромашкинское.
В «Татнефти» также планируют уплотнять сетку скважин. В течение длительного времени предполагается пробурить их не один десяток тысяч. Это даст возможность значительно увеличить ресурсную базу.
Эта технология призвана увеличить активные площади для разработки месторождения. Она также позволит осваивать запасы слабопроницаемых коллекторов и отдельных линз (об этом – подробнее в публикации «Информ-Девон»). При этом коэффициент извлечения нефти (КИН) по ряду месторождений может вырасти на 10–12%.
Специалисты считают, что рентабельную эксплуатацию Ромашкинского месторождения можно значительно продлить при благоприятном налоговом режиме.
Это позволит восполнять запасы путем внедрения вторичных и третичных методов увеличения нефтеотдачи. При благоприятных условиях, считают ученые, сроки разработки «Ромашки» увеличатся на 150–200 лет.
Как утверждает главный геолог компании Ринат АФЛЯТУНОВ, в 2022 г. по кыновско-пашийским отложениям Ромашкинского месторождения был получен прирост извлекаемых запасов нефти. Нефть из этих отложений можно будет выкачивать до 2130 года.
Для этого, по словам Рината Афлятунова, планируется применять как уже известные химические и физические МУН, так и новейшие. Сегодня наиболее успешными методами увеличения нефтеотдачи является протяженное и локальное воздействие на пласты, обработка призабойной зоны пласта. При воздействии на пласты применяются биополимеры, ПАВ-полимерные композиции и эмульсии.
Интересно, что по ряду залежей Ромашкинского месторождения балансовые запасы уже должны быть давно извлечены. Однако они продолжают давать жидкие углеводороды. Причиной этого явления могут перетоки сырья из других нефтеносных объектов, как на Миннибаевской площади. Поэтому необходимо проводить новые научные исследования, подчеркивают нефтяники.
«Подтоки» нефти дают пищу для развития научной теории об абиогенном происхождении, считают некоторые ученые.
Согласно традиционной теории, запасы нефти и газа относят к невозобновляемым природным ресурсам. Однако исследователи отмечают неоднородность и многостадийность формирования нефтяных залежей. Запасы восполняются за счет легкой газоконденсатной составляющей углеводородов.
Многолетние научные исследования по данной теме проводились под руководством бывшего главного геолога «Татнефти» Рината МУСЛИМОВА и других авторитетных экспертов. Геологом удалось выявить десятки скважин с аномальными параметрами и высокой накопленной добычей. Их объединяет то что они дают более 0,5 млн т нефти, а также дебиты более 100 тонн в сутки на протяжении не менее 5 лет.
При этом было подтверждено, что максимальные значения средних дебитов «аномальных» скважин к дебитам «нормальных» повторяются примерно через каждые пятнадцать лет. Поэтому ученые рекомендовали давать «отдохнуть» некоторым скважинам.
Разгадка «возобновляемости» нефти может заключаться в следующем. Ряд геологов также отмечают резкое увеличение в последнее время выброса из глубоких недр Земли газов, в первую очередь водорода и углеводородов. Это явление называется дегазацией. Есть мнение, что водород поступает из глубин планеты в процессе разложения гидридов. Он может также высвобождаться из растворов металлов.
Для ответа на эти вопросы нужны исследования кристаллического фундамента. Там могут находиться большие запасы глубинных углеводородов. Для подтверждения абиогенной теории происхождения нефти потребуется не менее 40-50 лет, утверждает Ренат Муслимов. Это при условии, если будет принята госпрограмма по исследованию кристаллического фундамента осадочных бассейнов и абиогенной глубинной нефти.
«Нужны огромные затраты, но мы получим технологии использования неисчерпаемых углеводородных ресурсов глубинных недр Земли, - отмечает видный ученый - Земля сама обеспечивает нас углеводородами и будет обеспечивать и дальше. Однако мы все еще не очень хорошо знаем, откуда и как в недра поступают углеводороды».
Тем не менее, результаты исследований в Татарстане уже позволяют, по его мнению, приступить к разработке нефтяных месторождений с помощью новых методов. Среди них – и Ромашкинское. Это может перевернуть представление о нефтедобыче и продлить его жизнь на неопределенный период.
Устьянцев Валерий Николаевич:
Анализ арктической породы указал на протечку ядра Земли — из него вытекает гелий-3
TODO:
Георгий Голованов23 октября 2023 г., 20:36
Объединенная команда геохимиков из США обнаружила крайне высокий уровень гелия-3 в камнях на Баффиновой Земле, острове, расположенном между Канадой и Гренландией. Присутствие этого изотопа может служить доказательством того, что ядро нашей планеты вытекает наружу. Причем происходит это прямо сейчас. Если это действительно так, для ученых открывается уникальная возможность исследовать состав ядра планеты — вместе с гелием-3 на поверхность, очевидно, вытекают и другие его составные части.
Это не первая находка гелия-3 в лавовых потоках Баффиновой Земли, которые указывают на возможность просачивания ядра наружу, через земную кору. Изотоп гелия был активным участником формирования планеты, после чего остался в ее ядре. Но если он попадает на поверхность, то по своей природе стремится подняться в атмосферу и раствориться в космическом пространстве. Таким образом, как пишет Phys.org, если он и встречается у поверхности, то крайне редко, и скорее всего, попал туда из ядра.
Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу
Ученые из Института океанографии Вудс-Хоул и Технологического института Калифорнии отправились на Баффинову Землю, заинтригованные возможностью доказать, что земное ядро вытекает наружу. Взяв образцы из нескольких лавовых потоков, они обнаружили гораздо более высокое содержание гелия-3, чем давали предыдущие исследования — выше, чем где бы то ни было на Земле.
Кроме того, оказалось, что зафиксированное здесь соотношение гелия-3 к гелию-4, распространенному изотопу, достигло наивысшего показателя по сравнению с любым другим местом на Земле. По мнению ученых, это еще один фактор, указывающий на то, что гелий-3 вытекает из ядра планеты наружу.
Если геохимики смогут доказать, что гелий-3 действительно выходит на поверхность из самого центра Земли, значит, что весь материал, который его окружает, тоже возник там. В таком случае, у ученых появится материал для исследования, о котором они не могли прежде даже мечтать.
Новейшие научные данные утверждают, что в центре Земли находится твердый металлический шар, нечто вроде планеты внутри планеты, существование которого делает возможным жизнь на поверхности в том виде, в каком мы ее знаем (именно благодаря ему у Земли есть магнитосфера). Как внутреннее ядро возникло и развивалось — науке неизвестно, но группе геофизиков из США удалось с помощью сейсмических волн установить, что оно представляет из себя не гомогенную массу, как считалось ранее, а мозаику из различных материалов.
Навигация
Перейти к полной версии