В книге дан анализ влияния различных геологических и геохимических факторов на размещение зон битумонакопления. Приведены критерии изменения и преобразования нефтяных углеводородов в природные битумы. Рассмотрены вопросы формирования разнообразных скоплений природных битумов в различных геологических условиях. Выделенеы наиболее перспективные битумоносные комплексы в разрезе осадочного чехла в пределах зон битумонакопления. Произведено битумонефтегеологическое районирование территории СССР, описаны зоны битумонакопления и закономерности их размещения.

В монографии обобщены результаты детального изучения состава высокосернистого природного асфальтита жильного типа и продуктов его термического превращения при автоклавной конверсии в сверхкритической воде, акватермолизе в проточном реакторе при 175-575С, флэш-пиролизе асфальтита, асфальтенов, масел, смол при 400 и 650С. Исследования проведены с использованием анализа элементного и компонентного состава, спектрофотометрии, ИК- и ЭПР-спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, газожидкостной хроматографии, хроматомасс-спектрометрии. Изложенные материалы расширяют представления о строении смолисто-асфальтеновых и масляных компонентов нефтей и природных битумов, путях катагенетического преобразования органического вещества осадочных пород при воздействии природных и техногенных факторов и являются научной основой для совершенствования и разработки способов переработки природных битумов. Книга представляет интерес для научных работников, аспирантов и студентов, проводящих исследования в области химии и геохимии нефти и природных битумов, их добычи и переработки.

Анализируется изменение состава и свойств нафтидов (нефти, углеводородных газов и природных битумов) в недрах, а также емкостных и фильтрационных свойств пород. Рассмотрены процессы накопления органического вещества, образования нефти и газа и формирования их залежей. Показаны глобальные закономерности распределения нафтидов. Обоснованы геохимические методы дифференцированного прогнозирования нафтидоностновти, направленные на повышение эффективности поисковых работ и охраны окружающей среды. Для научных сотрудников, работающих в области нефтегазовой геологии и геохимии.

Учебное пособие знакомит с современными методами исследования природных объектов и геохимических процессов на основе принципов химической термодинамики. Приводятся основные понятия и законы термодинамики, описываются экспериментальные и расчетные методы получения термодинамических данных и влияние температуры и давления на состояние важнейших геохимических систем. Представлены современные методы расчета равновесного состава сложных геохимических систем и принципы численного моделирования на ЭВМ геохимических процессов. Даны примеры термодинамических моделей гидротермальных, экзогенных и космохимических процессов. Для студентов-геохимиков, специалистов, занимающихся вопросами применения химической термодинамики для исследований геохимических процессов.

В книге обоснованы и приведены основные показатели эффективности вытеснения нефти из пористой среды водой и растворами композиций химических реагентов, изложены основные факторы, влияющие на нефтеотдачу. Рассмотрены методы экспериментальных исследований процессов вытеснения нефти. Значительное место занимают вопросы, связанные с подготовкой и проведением промысловых испытаний по изучению эффективноти новых методов увеличения нефтеотдачи неоднородных пластов в различных геолого-физических условиях. Книга предназначена для инженеров и научных работников, занимающихся разработкой нефтяных месторождений. Она будет полезна студентам нефтяных вузов.

Показано, что термообработка предварительно озонированного природного битума при 340-350°С сопровождается глубоким крекингом компонентов сырья, благодаря инициированию озонидами цепных реакций термодеструкции. Выход топливных дистиллятов НК -350°С из природного битума месторождения Мортук (Казахстан) после его озонирования и отмеченного инициированного крекинга может быть доведен до 60 мас.%, что значительно выше потенциального содержания тех же фракций в сыром битуме (24,2%) и выхода их при обычном термическом крекинге при 450°С (48%). Благодаря пониженной температуре процесса, крекинг, инициированный озонидами, сопровождается значительно меньшим образованием газов и кокса. Дистилляты инициированного крекинга значительно беднее серой и полициклоароматическими углеводородами по сравнению с прямогонными фракциями сырого битума, но, как и продукты иных термодеструктивных процессов, содержат до 14 мас.% олефинов, могут быть нестабильными при хранении и, возможно, нуждаются в дополнительном гидрогенизационном облагораживании.

Изучены особенности протекания процесса озонолиза природного битума месторождения Мортук (Западный Казахстан) в зависимости от природы используемого растворителя (осветительного керосина, толуола) и глубины превращения (общего расхода озона). При проведении реакции в керосине выпадает в осадок, легко отделяемый декантацией, до 32 маc. % от суммы продуктов. Образование твердой фазы при проведении процесса в толуольной среде не наблюдается. Суммарные выходы продуктов в обоих случаях растут с углублением процесса за счет присоединения к исходным молекулам атомов кислорода и при расходе озона в 100 г/кг сырого битума превышают массу последнего на 6-11%. Важный результат процесса – значительное снижение степени ароматичности молекул благодаря деструкции конденсированных полиареновых структур. Адсорбционное разделение растворимых продуктов реакции позволяет получить в виде гексановых элюатов с выходами до 43% (в керосине) или до 52% (в толуоле) масла, глубоко очищенные от полициклоароматических и (при проведении процесса в керосине) гетероатомных соединений. Отделенные от масел полярные продукты превращения могут найти практическое использование как высокоэффективные дешевые деэмульгаторы, структураторы почв.

Изучена химическая природа смолисто-асфальтеновых и масляных компонентов природного битума Ашальчинского месторождения. В структуре молекул асфальтенов установлены фрагменты, связанные через сульфидные мостики, в структуре молекул смол - через эфирные мостики. Показано, что в составе таких фрагментов присутствуют н-алканы, алкилциклогексаны, нафталины, фенантрены, алифатические кислоты и дибензотиофены, имеющие сходное молекулярно-массовое распределение. Среди ароматических углеводородов масляных компонентов идентифицированы фенилалканы, дифенилы, алкилксилолы, алкилтриметилбензолы, нафталины, фенантрены, среди гетероорганических соединений - бензо-, дибензо- и нафтобензотиофены.

Проведена термообработка природных битумов Казахстана в присутствии катализатора микросфер энергетических зол, ди-третбутилпероксида. Установлены измерения вещественного и фракционного составов продуктов крекинга в зависимости от условий процесса. Выявлены характерные различия состава жидких продуктов крекинга в присутствии катализатора и добавки от продуктов крекинга исходного битума.

С использованием комплекса методов выделения, разделения и анализа получены данные о химической природе смол и асфальтенов высоковязкой нефти и природного битума. Установлено, что высокомолекулярные компоненты нетрадиционных источников углеводородного сырья имеют сходные фракционный и качественный составы. Совокупность полученных результатов позволяет полагать, что для переработки исследованных объектов могут быть использованы единые технологические схемы.

Представленная коллективная монография является фундаментальным обобщением научных представлений по целому ряду факторов, определяющих современные глобальные изменения природной среды, на основе использования обширной информации, накопившейся в разных науках о Земле и позволяющей рассмотреть развитие основных тенденций в современной эволюции природных процессов. Тома 3 и 4 этой книги являются продолжением серии публикаций о глобальных изменениях на поверхности Земли (см. тома 1 и 2 книги «Современные глобальные изменения природной среды», М.: Научный мир, 2006). В книге представлена широкая систематизация материалов по влиянию гелиокосмических, геофизических, тектонических и биологических факторов на развитие различных процессов во всех средах географической оболочки Земли. На большом фактическом материале показана нарастающая активность крупномасштабных геофизических процессов, определяющих развитие тектонической деятельности и вулканизма, изменение глобального климата и мирового водного баланса, нарастание интенсивности экстремальных природных явлений с одновременным усилением воздействий деятельности человека на развитие различных процессов на земной поверхности.

В работе на основе экспериментальных исследований с учетом литературных данных рассмотрен комплекс вопросов, связанных с условиями извлечения углеводородных и неуглеводородных газов из геохимических проб (пород, буровых жидкостей, донных осадков), их хранением и анализом газовой фазыю Обоснованы оптимальные условия хранения и дегазации указнных проб при геохимических поисках залежей нфти и газа, дано описание наиболее распространенных методов дегазации, приведен новый материал по хроматографическому анализу рассеянных газов, извлекаемых из пород, осадков и глинистых растворов. Отдельная глава посвящена применению результатов изучения рассеянных и других газов при поисково-разведочных работах. Книга рассчитана на геохимиков и геологов, занимающихся поисками нефти и газа.

Второй Всероссийский семинар-совещание "Триггерные эффекты в геосистемах" был организован и проведен Институтом динамики геосфер РАН (Москва) 18-21 июня 2013 г. при финансовой поддержке РФФИ и ОНЗ РАН. Цель семинара - рассмотрение актуальных вопросов воздействия природных и антропогенных факторов на различные геосферы и геосистемы, находящиеся в субкритическом состоянии. В семинаре-совещании приняли участие свыше 90 ученых и специалистов из более чем 15 организаций, включая ИДГ РАН, ИФЗ РАН, ИВТАН, ИЗК СО РАН, ИФПМ СО РАН, МГУ и др.За три года, прошедшие с момента первого семинара, разрабатываемая тематика существенно расширилась. Фундаментальная постановка вопроса о триггерной эффекте в науках о Земле нашла практическое воплощение в таких задачах, как прогноз сейсмических активизаций, влияние экзогенных воздействий на режим деформирования разломных зон, обеспечение безопасных условий строительства и эксплуатации наземных и подземных инженерных сооружений, проблемы литосферно-ионосферного взаимодействия, ряд задач оборонного характера.

В сборнике представлены статьи, подготовленные Бугульминским научно-исследовательским центром по добыче природных битумов и высоковязких нефтей Урало-Поволжья ВНИИнефти. Раскрыты вопросы геологического строения и условия залегания природных битумов Урало-Поволжья, показаны перспективы ввода в разработку месторождений, рассмотрены особенности скважинной разработки месторождений природных битумов с применением термических методов воздействия на пласт. Затронуты новые методы, в частности прогрев пласта токами промышленной частоты. Рассмотрены особенности строительства и эксплуатации битумных скважин. Большое внимание уделено работам в области техники и технологии добычи природного битума, исследования скважин при термических методах разработки. Освещены вопросы переработки природных битумов, опыт применения битумоносных пород в дорожном строительстве.

Определены важнейшие композиционные и структурно-групповые характеристики смол и асфальтенов из 13 тяжелых нефтей различных нефтеносных регионов и четырех природных битумов месторождений Казахстана. Установлено, что величины большинства найденных параметров не выходят за пределы интервалов, найденных ранее для смол и асфальтенов из обычных (легких и средних) нефтей. Сходны и общие тенденции изменения состава и структуры смол и асфальтенов в зависимости от условий залегания объекта. Интервалы колебаний всех композиционных и структурных параметров смол и асфальтенов перекрываются между собой. Известные закономерные различия между этими группами компонентов нефтей проявляются лишь при сравнении средних значений параметров. Высокая способность смол и асфальтенов к межмолекулярной диссоциации с образованием комплекса, полимолекулярных агрегатов, «пачечных» частиц и мицелл придает нефтям и битумам свойства полидисперсных динамически равновесных систем, состояние которых значительно меняется под влиянием внешних факторов.

В сборнике отражены результаты анализа разработки нефтяных месторождений в условиях высокой обводненности продукции, содержащих нефти повышенной вязкости и битумы, методы изучения физических свойств нефти, газа и воды, а также содержащих их коллекторов. Приведена программа освоения природных битумов в СССР. Отражены результаты изучения применения двуокиси углерода при вытеснении нефти.

Сборник посвящен энергетическим и энерготехнологическим аспектам решения проблем повышения степени извлечения нефти из недр и освоения залежей битумов. Рассматриваются пути повышения эффективности термического воздействия на нефтяные пласты и совершенствования технических средств для их осуществления, в частности: - метод и механизм комбинированного воздействия; - энергетические комплексы для этих целей; - энерготехнологические безотходные системы в обеспечении энерго- и ресурсосберегеающих технологий, повышения их экологической чистоты. Сборник включает также результаты исследований вопросов комплексного освоения битумов. Сборник рассчитан на сотрудников научно-исследовательских организаций, а также на инженерно-технических работников, занимающихся вопросами добычи, переработки и рационального использования трудноизвлекаемых нефтей и природных битумов.

В первой части обзора [1] были описаны изменения химической природы и свойства компонентов нефти при озонировании и последующем разрушении продуктов реакции. Озонолиз нефтяного сырья может быть с успехом использован не только для увеличения объемов производства дистиллятных моторных топлив и эффективной переработки тяжелых нефтяных остатков, природных битумов, асфальтов и бурых углей. Во второй части обзора описаны некоторые экспериментально подтвержденные возможности применения процесса озонолиза для других целей.