Геоэкология углеводородов

В.В. ТЕТЕЛЬМИН

В.А. ЯЗЕВ

СЕРИЯ
«Нефтегазовая инженерия»

ГЕОЭКОЛОГИЯ
УГЛЕВОДОРОДОВ

Äîëãîïðóäíûé

2009

© 2009, ООО Издательский Дом

                              «Интеллект», оригиналмакет

Тетельмин В.В., Язев В.А.

Геоэкология углеводородов. Учебное пособие / Тетельмин В.В., Язев

В.А. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. – 304 с.:
ил. (Серия «Нефтегазовая инженерия»).

УДК 547.665.9
Т 37
БК 35.514

Рецензенты:

заведующий кафедрой

«Горной экологии и безопасности жизнедеятельности»
Московского государственного открытого университета

профессор, д.т.н.  Ю.В. Михайлов;

заведующий кафедрой

«Экологической безопасности и управления»

Международного независимого экологополитологического университета

профессор С.А. Фомин

Книга даёт цельное представление о глобальном цикле углерода, начиная от процессов нуклеосинтеза в недрах звёзд и Солнца. Приводится описание геосфер Земли и их взаимодействия с биосферой планеты.

Даны сведения о свойствах углеводородов и вмещающих их осадочных пород, а также описание  звеньев в составе основных циклов углерода на Земле. Изложена история эволюции органического вещества в
осадочных породах и формирования месторождений углеводородов.

Раскрыты особенности технологий добычи и обращения с углеводородами, описано влияние этих процессов на геосферы Земли.

Книга предназначена для студентов специализированных учебных

заведений и работников нефтегазовой отрасли.

ISBN 9785915590754
© 2009, Тетельмин В.В., Язев В.А.

БК 35.514

УДК 547.665.9

Т 37

ISBN 9785915590754

 !"

#

$%&'#
'()'**+,*

+#

!./+0+1/+231/+22
2/+412#
#$1#"
3*,%4,+#"#$%&'&%
#2

2.(,#2

2.+#5

20+,&6'&2

227&1!+2#8&+,*(#2

#81*2

#9:,5#3++&',5#

#28+&1-2

)#-)1-)&1""

)&*"2

23,*'&* "5

#.+*+#

71+*/+#

'6&'&6('12;&',6#

#,6,**
,','+$&$%% 5<*&+,6,*5=,6'2581+,6252>125

5#;++&#-!##

-?+&##

-?1"

-)@0&'1#

-20&+*-#A"

-=1*.%$&"8*,*+'1'!6*"B',5"'',%1-"2.'1""#8"5

"C$%.'*,*>1#

$*2A+&2

#'65

%#$!22

,'1*'D22

A&!25

A&+1##

2A&,#
#A&2

.'+'5

),*&'6+53,'D5-

!<&&"#$#%&'
%B!"!"!#$%$&$''!%""($&$#)!&%$$(%!*#
$$
+,&-%!&%%
#.&/!)""&-!%.&"%(&%%!"%!00&%%!%$$$$&"#&!%
#!1!$$$"$2'%3&!.&!1"%$3&$$%!%$!&%"$.&/!*##%'-!!&)$"!&$45#5$53!&$"%%!*$"%6!)&%%"!4&!*$"!%7"%&!&"89&-$$$
"&/!""!:!"$#$$!#;&!#$"$."$
$$$7#&$$$$
"$%&"$%&$!*$"&$!"%!#%!$!$" 
$:$%
"$$$%%"&<!%"#$"&#4
6&#+6,!&6$$&"+1,!!+1,"16;!<$$%#$"%$!'"!$:#$&$$$ 
$$!)89%
/%"%$"4
!#!%"$"#"!5
%&%!&%$&"5
%#"$!(89!":=>??@!!%#"$#$!#89#3.%"!%&!:"/!$$%$"#"%
"#%"$$$
:""$%""'%#%&+,"!$#8! 
#/9%!&%"!&/!&7%#%
74
/"+&%&%&%%,5
/!$! 
#$5
/%#!<&!&.!&+,"#"$$$!"$&$/%!"$
!%#A"!/$$$$4!$&$!*#/!%#!$"$-/
%"&%&&'!+&%$"%,! 
$!$-%$!&"$%
#4!#!BBC"$B@C/!DC/%$/#%/!""&%&%&"&'
!!"#!$##6#5!!&"$$%$!"%%%&&#!!#$$#6"!!""#.""!&%!*%$
#!&$$"#!"!!:&!!$"&%"%!!!$
%#$%")4
%!#%$#"$5
%$!%$#!!&(/!-%BBC
#! 
-4!+6%6%E%FG%.,5&$+<H%%
.%6,5$+6%6%EI%GI,A"&#$
&46%FG%JF%GI!!KL$-""$'
&%#!&%/!-%$%%$$A&4/!$%$$%%!$6&&)$/
&6&%"!/M%%!*
7!*&&%"&7%%&&%& 
%!&"$$;$$+%",
$$$%$!%&$$%$$$:+%%%,
$-$*/"$"!"%!*$"!$$+/!&%!A$!#%! 
%
#.!$!*%!#%&%$&!#%&%&""%$#&%$%$!(,/!&6!#!!*#->LLDL%!&>NC4#$
K $5#O?
P"$>@$!'""%$&!&4%%%2"%A%%!'!$&&%%$"!#!6!*#$!$!!#$#&KL%>N!'
!&%3%
""!P"!8!"9!%$!#%'"!$$=$$&$!%!%!%$$%$$&4%!$-"&%!!#%"$$$3""!>L#%!-#%"&$$<&""$"$"&'!!%A$!$A"!"!-%
!$!%#>BLL!*KNA&-"!%!+/"&'!$"!-3"!>LL%#>L$4!$5!"$$%$#5!%"#)$&$"%!"""!6%!$!"!$%!$($##%'"%'
%/%#-&$"#P!%"%/!&!#%/%
#&!#&7!%#%4
$5
$5
"&&5
"#$$/!*-$$%&:""%!&.-%
-%/<!!$"7"!*"#%":!$$:"!$
$!!$$.$.!$"$
$$!!1"#&$"$$$!$$$
#!*.!$!*".!#$%#$$%"7"%$$!%
$%$:%/!"'&$$)$#!%"!"!.!"7#$$&$4

+"!#,5
.'+$,5
,+$
$,5
+!"!#,00"&$
$48"#"9%%>BLL'"!:&!%
$>L!%>LL/"%>LLL/
#"&&&%#!!%!.3/"$--K $@ 'KLNL">L;&$
%)7%-$$!$$%"$#"P!!KLC%7)$/%<!<$2$&"%"&!"6"#$A#$!%$$&!$"$%!'$P<$$
$%"%$%O?+K?C,PNC$)%/!";!"!;%!$%%'
(!!!!
3! 
%"$%(!%$!'OLL3,!!!6%*,!/!$##$%$$#$DL:#"$%"#$$2+>NKL,"!!#%!.$%
=%Q%)!&/%$$.00!"#%$8'
!9P!4$$$$$$
$>?NLR6"89K $-$%%$NLLL!R!$!$$>?!R%!##O?-#"DLC(">?"$:$%#!&%#&!&$%"!$$%!!%#&3"%%%!%6!#%".$8!9(KC#"!$$"6B?C<A%%!"""A">%!!>'%Q%%!B>'66.K>LL$%&!$NC6!1"K##.&!#""&$#"$$(%>+',$L%DN%$.=/!$!!&64"!"'%!/%S"/!$>"$!.#%.!$"!&6!#!%&!"!""#$%-/!#7"%%!%!"%!%#!&%%
!$!$$%T<!!!$%&7%!KLLKU!";"7"!T<//"! 
!%!!%/"!3"!V7$%!$%$!!$!%!":!6!#%
"!!"#>@LB=!!"W6!"&"%=%"!-#!>@@@.%!"X-/"/.!"00!#!$6%
-2'%%%%#$(!!$&&;,!"/:"4>N!!'#!>LR<#!89'89:."P#"##%#%!#$%O7:%
%P"!*+D>L,%D>L;"%$
'!&"%!%&$)%!"4$!$%>L:!"%$#1"/89%!!#&!*%!'$"'!$$:0123#463%"&%&#:%%"#2"%%!$!>LL!#;#&'($/"#4%!7>L%!*%!"+!,7!$!!;4 5 !%5 4 /
-!$$"%""#0""""%$!*%#$$'!+/,'$"$/%!%"&.D7$MNC
!$+,KNC/!&%'$%"#89
89%$.$&%!+,$$'&"7&%

#$%&!!Q$#:!$!$$%$%&"!(/&#(>LQ%"$!>L2>%@MK>L%"6"%$'"%/<%%
!"!!%>L!&)##:!O?L4O/D5#%!:+,>N(!%D!*%!!"&#!!!"%%$NC&'(:#BBC%%'MLC%=#/'/$"$&6KNC"+,%#!!*'%!#%"(#"!$%!!%!%%
47"7"&$4%.%.%6'
.!7.'
,0123:%!#4 5 X#%#!!*/!7%
$4 5 %4 $5 8/%%!#$%:$&7"!#"%:%"!""$
9%$$%:!!9"%""%/%"%$=%>L'$!"%%%#=!! 
#//+$>D,%
!%$%>K%K2;"R!$4%/;F4>4DLLL+>4@NLL,$$""@LC!"L%B2->">%N>L;"'$4KNL>(!%

(%#"#$(+>K%O,!!$$&$+K$-,'#$%!$"%F">LP#!>LR%("%KL/OL'&"#%"$$$%$%%"##$%%O/D%!!.!$!!#:!!"+,!"!%!:!!"$!!%!!"$#"#$%=""!"!%#!$%&!$D$#K?%@2%%!$"$+,!"!"!%&&(!&;!+,!!"$%%!'%$%&)&'%%
$"#"A%$$$$%"$A!>N"(%##%"-$'!%%
#%"$:"#%(!%$#$$
'D7>LL:!">L"$.829!%!>LL6!KNLR%"8(<9K?LR:>%?$6"4>4>NA%%'/!>L%##"%" 
""!"-%!%"!%#"$%$4O%?@>LQ#$%$$P%$K%NP%%#%>%D2+2/,%#!!=:!*>L!."!$$>LC!=#P>%D2%O2%
$!!/
!$($%'##7&A>L%!.!#7#!O2%!#%!Y$">LR3!$3!%!$"%.+%,"%"=O%-/B())$*)$#&&'(&'6%"!-%!#"%$
"$!$"!#A.$%
!$$%$!!"!*&0%>B@M!".!-!KLL:!%$!"$'$"$"&#%
+,%$#$
%L%MC"$
!:&2!%#!*+,
&:D%O>L;"'!$!"$"YN@'"+! 
2,!!$$
!"Q!"$!%$!!=##$%KLL1&%?LL%#$$Z$%%
"%#$$
)$%$%"#$$!#$$6$%/$%
$!#!"/Q###O'$O"D!$
:!$KM2)"4

:%$$$>#7!%!!&&%!-!K>L#D>L!$$-$#DLL%"D%O#4"%!##%##$())$*)$!"$# 
#!%%#!2(#;"$$$
$$!4

-$D!!?%">M6$#>LR>LL!?D">KZ$$
!$'">D%
/OOLZ#4

1!%"#!"$$$!$$$"%"P%%K2+,
%%"%">L'#$%!89""$$!4!!"$
"Q"%"%%"$6!%"$
%.%)$8$9'$$&"%%%
Q$$!%!)*'%!%'!7$"##!'"!!%%#"#%!00!4!$"!$" 
!$!!*7" 
!#!89.&-NLL.BKC-4%"%%-/#!!>NL%$$!/&%&+&,'-$#$$
$!4+O>,-#OLLL[$$+,%
!$"2%+,$!#2-N%B?>L%@OM>%
#$N>L%#N%NKRS-%
##-S-&##"6""%#-$$&&"%
$"-#-/3$-%#%NBR0$%$#$&$-%!O>#%-"#"##$$'#-$"$$%

-,$$-%!$BKC+,%@%@C&+,%L%?C%%8'!"#$%!
"
# $
%
&
'
$
(
)
'
'
*
$
'
"
!
!
)
!
'
+
,
'
"
%
'
!
.
,
!
)
%
"
%
'
"
"
!
#
%
#
6$!>=%$$$:%!#$-$$$$$/%!#%#'$$&>%
"#$+,$1#$M>L;"R6$>L=$"&$7"!""$%!&&AKN%! 
#$-%%#$##A#$$$##.%$!>LL=$&#'!!##$$'#-.%$$%!*4

-!%%'-$KR.!#$#$%#")"%$"!-89)$"$B>L%%P%$"%$-%-,$#OD:%!#$&$%"%"!"'-#@%$1$%!2$'-!%! 
$;%
-!""+',*'2&N%>N>L%$>%KM>LR<&$$"MN%N>C%KO%>NC+>%K>L,/%>%K?/%L%LD@/
%L%LL>KN/L%LLLMC$
1&"&/L%LLL>KC"&"&>%O>L%
KN&!OL$$$&&+O%>>L,%#$$6!"$-!"\>N["!&/&#>K$%%!"$7&"!%+,$&%#"!-X!!-%%%!"!&$""-,*'-/%$"$"2&>%N>>L2/
>%DK>L$$/L%LKO>L.$L%LL>>L'!$$$L%L@@>L$ON]+$,7"&+L%M>O>L,$"-$$
&$K%KOO>LKRO$-%
!2!O%?$%
$%%%$%.6%6%!$$$"NL%>O/%?/0$#!%$
6>%D>L%@L!%&+K%D>L,7?>L>NL%
"&.,$/+P"K%NO>L%$K%KO>LR$%/#.*'/,-!$"!-/&-%
#%89!;!#!*->%NC%/?K%OC%/>@%KC=$%$$!$'$&$$"%#$&%$!!#&+OK,'"&$ 
-%#%
#$=""4"#$%"/=$8 69%#!$OL@L$N>L:$!%$$/?R6!$""$6!8$29%!$%8#9#."$/":!!*#+,$&$>/KC%%!#>KLL[<&"!"+>LKLL,!"!"

#$%&&'()%"&*+((,(+-+!!"#."!%%$$6"!$+OO,#"""#6&&$$$$!!$+&,$ 

.,$/+P"&@!$:!$"2/&%"##%"#XJI%F%FI%
F^'7$!$
$%!!!%/!%/'#"%$$ 
""$&.$%$/
$4G_I/NO%NC5
`aI/>N%BC5JbI/B%DC5^cI/M%@C5de6/N%DC5EbI/
K%MC5JI/>%LC5FI/L%M?C0S7"$$-4/DMC;!/KB%N5/?%LN5"/D%@N5
/K%B@5/K%NL5/>%?M/L%DNC!BBC"$?L>C'$"4
5&6!!+,$$+&&,+,$.$$BNC
!*.!"$+,/G_6<a6"$'"DN/NKC$$%"!@NC/
$&!
"#$$$%""(%!%
/%/$6&-"&%%.%%&6!$
$!$!$$%"$$$
.%+JbJI,!&+JbJI,:$$%%!'%%$6$$$7#$"%f>K[6!#$'$-#!N%NKR'$KO%KR.,$/+$$-%$$("%&6("$$$!$!$$"$%$--!!%":P$!%"%!+OD,3%!8$29! 
"$%O%OR"!!$%&"###

'>L7%#D%!+,$$>L/>OR">RX!4#5#5$#5!5
$&/!0,#/!-%!"#&!&&&=&/!$%$$6&&
!"!ML$$Y!2$!#!#!!&$!!$&$.!$"+ONLL,"+@LLL,"!#%$$$$$&$!&%6%.%E%FG$5$ 
/6%6%EI%GI%$-"#$!!KL$-/&"&&"!M%!6$0+"$!&%#)!#K>C$%$!#!#BBCY##$$
$#%!$""%"#Y%!P"!""$
>LC!%'
/!$$" 
&%%&"!"$$%!"$
%%&&!$#6#%!!&A%$"$'#$#!%"'$$"$"#!:!&!&45!"$)$!&/&*/!-%!#3##)-!$$%%+,$%#$%#"#'$!<!&!!"1$!&$"$#%1-&(!/
('-D%N!$#D$
"4%!)DL!DL>%O:</%"!)g`H%!.%>4O%%K%
K%@A$&$;$$%$$6!$$'/$$)"%%=%#$'%#'!$%$%"$1)*&/*$6#4
 /+NML/KD?,!:#4!%
%%%!%5
/+KD?/@N,4%
%5
/+@N/L,4%
%'%"!!O)!$$"$$
!"%!OKL/!/"!"$#%$&!//#2%KD?%%-!>NL#'#O>L$!OLL!

"#$%&%$.)$(=/!%&&6!$+&#$!,+"!,7"$$$!"!$%!!%
$
$!%"$$
/%2#"$$.KLLL%$
$%%%%%%:$!'
"$+,&$!=%#%+%
JbJI,'%#$%+%G_I#$
,.-%*-$$$#+R,4

.,(2"4("
<(24(-5
0(2"4("2

B+(##4(0(4(5+("4("

)$$%$:!$/
: =&%%&%/
=&"""4

hR;%

;/+W,-$$%%%"$&'4$+;iL%N>L2',
$+;jM%N>L2',!""%K>L2'%$/K>L2'%/K>L2''$$#!#$$.%W?%K>L2'%/+>%O/O%N,>L2'%/
+O%L/N%L,>L2'/!6%$+D>,

.#'*)%$2"2)'"%+,#%#.!"%
/"-$"$$4DL/>KL2'KLL/OLL2'$7$+KL/@LC,%#>LLL2'4%%7$$%#$$+>LLL/DLLL,2'4%%%7$$$%
$#$!DLLL2':%%"&$%$!&%$%%!$
$%%$%##%#!*#$$%%&+%%&,$$"!$=!#%"!.&":!$$&$%MNC#$$$$KNC%!$/K>C%$/NDC.-%*<!$%!$$%$$"$$!!+%%,%&+%,%+,+%%,"$%!#$
##%&%!.!4%&!$&$%!'! 
4
!!+!$&$!K,%$
&$"5
+!%%$L%>K,%!$5
/%%+,5
+L%L>,%$G_I%##+%,'!%
!%&%%!;!$#$#/+G_I,6$Z$$&!$+D>,4
/5/5/5/!%!"##.#'*)%$2"2)!!!!!%!/'%(!!%=+,.$$NLC
!*$$$%$$&$!!$&"$%=!*!#MLC#=%!%.)'9 ,%%!+!%"%$",$'!#!*%6!*$!*%$"#%"'&&!*#$$%"#&.-$:&&/3!$%$
%!$"!#$"#!4

h+>f,%!$#%"&/%&'4%%K%N'#'%#%"""#$#!#%"'#$##$$$$"'$$&$%#!#+,&&+,'!#$$1"'"!!+DK,'$"%!*"#!"!*$%&!-"+DK,

.#'*)%$2"2)!!")"&#
*#$%+
,!'&&&"4

1>%

/%"#$5/"$:%#"#"&&$"%#$$%"$-!%"%+DO,

.-$#"4

1ckl+?R@,%

?/!5/$"$>LL$5
//!!'"$$$$+!D>,! 
"4/L[59A/!*5/
8'2&!'(%')!&'%*$

+DD,

!
"
!
#
,.-,,/.0#,
12$.3

&%!B'"$$%5CR5D%D

/"+DN,

.#'*)%$2"2)(%"4(#"!&!
!"#$!%$&"'%.-$.%Bh>L"#>L'R!*&#%>+;,
?%?>LR'hL%NLEh>%D>LR'$
$.DO!$$
&&$'"$&$ $/$%%!)""(!"!"%!!!
%4!,%!++,56

'Bj>;h>L+!%#.#'*)%$2"2)+D@,

,5Bh+L%LL>f>%L,;/5Bh+>LfL%LL>,;/$+,5Bi>L;/
+%%
,#$%#$$$.%%#$A>LC#7/74

F/#$$;$#/O>LRS+D@,$6+DD,'&#!%
$#F$
$F#.+'("2#";"%KLC+DN,"!?.$$+<';,!$$$&"$<!$!$<%%"&!A<';!*.3$*'2('""#$"$!"78%"!%!
!%/9!:56

'"$&&$"!"#!*'"!"!!P""!!##$
%"+mDN,('$+,6""%.#'*)%$2"2)'"!?LC
"7%!$$
>NLL$%!!$""$"!@LLR2%!!">L;'%<';%%%&&%
<';%"";"#$"$
$&!$;!8(!,%%!#!&$$!#!%<#56
7"".%<';..4'+"$$"$$'!$!OMLL$"(!<';"!$2$!<';"&:$>OL/>NL[>?L[P!*&NOD!*!&7">C&!%#%D@<';"$-!"#+OLL,$!"!#""-"'"#1$"<';
>%M#..3",': /+!*,&G%"&"+!,'"&!%/
A!*G%&&7&&"#&%!%+,%
.#'*)%$2"2);#%"!!%""&'#$!$!%$
!$(#/%!%&$
/#;"&&##4

G1+H,GC#!$!;$!%#$%$%&&"%#&&%#!6!*!+G,:!*$#&'!*&%&!*G:#%#4

G1G=%%/4

1H%

/&&""+DM,

+D?,

+DB,