Nafta ja gaas

Mis on soolatoom?

Mis on soolatoom?



Soolakolonnid, mis tungivad läbi setteühikute ületamise.

Keskmine juura sool: Sellel ristlõikes on kujutatud Ida-Texase vesikonna kaljusid Oklahoma-Texase piiri (vasakul) ja Mehhiko lahe rannajoone (paremal) vahel. Lilla kivimiüksus on Kesk-Jurassici sool, kivimühik, millel on võime voolata rõhu all. Soola katavad tuhanded jalad setteid, mis avaldavad soola pinnale tohutut survet ja põhjustavad selle voolamist. Mitmetes kohtades on sool tunginud põhjasettedesse ülespoole. Selle tulemusel on tekkinud väikesed künkad või kõrguvad soolakolonnid, mis võivad olla tuhandete jalgade kõrgused. Soolasammasid ja väiksemaid küngasid kutsutakse "soolakuppideks". USGS-i pilt 1.

Soolatoom: Soolakupli koomiks, mis näitab läbitungimist läbi kahe kivimite ja vahetult ülal asuva kivimüra deformatsiooni. Kupli kasv saavutatakse soola rändamisega kuplisse ümbritsevatelt aladelt. Sool rändab kupli, kuna see surutakse kokku peal asuvate setete massi järgi.

Mis on soolatoom?

Soolakuppel on küngas või soolakolonn, mis on tunginud ülespoole setetesse. Soolakuplid võivad moodustuda settebasseinis, kus paksu soolakihti katavad olulise paksusega nooremad setted. Kui tingimused seda võimaldavad, võivad soolakuplid tõusta tuhandete jalgade võrra soolakihist kõrgemale, millest nad hakkasid kasvama. Näide on toodud illustratsioonil.

Lehe ülaosas oleval illustratsioonil oli lilla kivimühik (Js) algselt soolakiht. See on soola allikas mitmele soolakolonnile ja mitmele väiksemale soolakraanile, mis on tunginud üksteise peal olevatesse üksustesse.

Soolakuplite arendamine võib deformeerida kivimiüksused nafta ja maagaasi hoidvateks püünisteks. Sageli kaevandatakse neid soola ja väävli allikana. Soola mitteläbilaskvus võib muuta need oluliseks ohtlike jäätmete maa-aluseks ladustamiseks või maa-aluseks kõrvaldamiseks.

Soola deformatsioon rõhu all

Erinevalt enamikust teist tüüpi settest on soolal piisava rõhu all võime muuta kuju ja voolata. Soolakupli väljaarenemiseks peab soola rõhk olema piisavalt kõrge, et see tungiks põhilistesse setetesse. Surve peab olema piisavalt suur, et mitmest takistusest üle saada. Nende hulka kuuluvad ületavate kihtide kaal, ületavate kihtide tugevus, hõõrdejõud ja tõusule vastupanuv raskusjõud.

Kaks soolaallikat tekitanud rõhuallikat on pealmise sette alumine rõhk ja tektoonilise liikumise külgrõhk.

Kui põhjasettes tekib nõrkuse või ebastabiilsuse piirkond, võib piisava rõhu all olev sool sinna tungida. Nõrkus võib olla põhjustatud pikemurdudest, arenevast antikliinist, tõukejõust või orust, mis on maapinnast kõrgemale pinnale vajunud.

Kui sool hakkab voolama, võib see jätkuda seni, kuni rõhk soolale on piisavalt suur, et takistustest üle saada. Vool peatub, kui sool on tõusnud kõrgusele, kus on tasakaalutingimused.

"Tiheduse väärarusaam"

Paljud soolakuplite seletused viitavad sellele, et soola kupli moodustumise liikumapanevaks jõuks on madalam soola tihedus, võrreldes peal asuvate kivimite tihedusega. See on eksiarvamus.

Sadestumise ajal on soola kohal olevad klastilised setted tihendamata, sisaldavad märkimisväärset pooride ruumi ja väiksema tihedusega kui sool. Nende tihedus ei ületa soola tihedust, kuni nad on sügavalt maetud, tihedalt tihendatud ja osaliselt lithified. Selleks ajaks pole nad enam pehmed setted. Need on pädevad kiviüksused, mis võivad takistada soola sissetungimist.

Kaal vs tihedus: Õhu tihedus on peaaegu tühine. Atmosfääriõhusammas kaalub siiski piisavalt tiheda elavhõbedasamba vedamiseks peaaegu meetri kõrguse klaasist vaakumtoru.

Kuidas võib tihedus olla ebaoluline

Elavhõbeda baromeeter näitab, kuidas tihedus võib olla ebaoluline. Aastal 1643 täitis Evangelista Torricelli klaasist tuubi, mis oli ühest otsast suletud, elavhõbedaga. Seejärel seisis ta selle püsti elavhõbeda vesikonnas, hoides ühe otsa uputatuna. Pärast tuubi püstist püstitamist andis atmosfääri mass elavhõbeda pinnale piisavalt survet, et toetada peaaegu ühe meetri kõrgust elavhõbedasammast. Atmosfääri rõhu muutumisel torus tõuseb ja langeb elavhõbe.

Elavhõbeda baromeetri korral on torus oleva elavhõbeda ja ümbritseva õhu tiheduse erinevus tohutu. Kuid atmosfääri mass on elavhõbedasamba toetamiseks piisavalt kõrge.

Soolakupli korral võivad tuhanded jalad setteid, surudes alla geograafiliselt ulatusliku soolaüksuse, anda soolakupli tekitamiseks piisavalt energiat.

Arktika soolakud: Kahe soolakupli satelliidipilt, mis purskas Kanada põhjaosas Melville'i saare pinnale. Kuplid on ümmargused valged omadused, mida ümbritseb hall kivi. Mõlemad asuvad umbes 2 miili kaugusel. Saart ümbritseb merejää. Sool võib pinnal püsida külmas ja kuivas kliimas. Pilt NASA 4. Suurenda pilti.

Kui suured on soolakud?

Soolakuplid võivad olla väga suured struktuurid. Soolasüdamike läbimõõt on vahemikus 1/2 miili kuni 5 miili. Soolaallikana toimivad lähtekivimid on tavaliselt mitusada kuni paar tuhat jalga paksud. Soolakuplid tõusevad sügavuselt 500–6000 jalga (või rohkem) maapinnast 2 allapoole. Need tavaliselt ei ulatu pinnale. Kui nad seda teevad, võib moodustuda soolaliustik.

Mehhiko lahe soolatooted: Louisiana kaguranniku ääres asuv Mehhiko lahe põranda reljeefkaart. Punane ja oranž värv tähistavad madalat vett; sinine tähistab sügavamat vett. Ümarad lamedad struktuurid on maa-aluste soolade kuplite pinnaekspressioon. Pilt programmist NOAA Okeanos Explorer. Suurenda pilti

Esimene soolatoomeõlide avastus

Soolakuplid olid peaaegu tundmatud, kuni 1900. aastal Texases Beaumonti lähedal Spindletopi mäel puuriti maa-alune naftakaev ja see valmis 1901. aastal. Spindletop oli umbes 15-meetrise reljeefiga madal mägi, kus külastaja võis leida väävliallikaid ja maagaasi imbumist.

Umbes 1000 jala sügavusel tungis kaev sisse survestatud naftareservuaari, mis puuriti puurimisvahendid kaevust välja ja duši all ümbritsevat maad toorõliga, kuni kaevu oli võimalik kontrolli alla saada. Esialgne kaevu toodang oli üle 100 000 barreli toornaftat päevas - see oli suurem saagis kui ükski eelmine puurkaev kunagi olnud.

Spindletopi avastus süttis puurimisala sarnastel ehitistel kogu Pärsia lahe ranniku piirkonnas. Mõned neist kaevudest lõid õli. Need avastused motiveerisid geolooge tundma õppida allpool olevaid struktuure, milles oli nii suuri õlikoguseid 3.

Puurkaevude andmete hoolikas maapealne kaardistamine ja hiljem seismiliste uuringute kasutamine võimaldasid geoloogidel avastada soolakuplite kuju, töötada välja hüpoteesid nende moodustumise kohta ja mõista nende rolli nafta uurimisel.

Pärsia lahe soolatoom: Sir Bani Yasi saar Pärsia lahes Araabia Ühendemiraatide läänerannikul. Saar on küngas, mille tõstab üles tõusev soolakupp. Kuppel on saare pinnast läbi murdnud ja kupli ümarat südamikku on näha saare keskel. Pilt NASA Maa observatooriumilt 5. Suurema pildi saamiseks klõpsake sellel.

Soolapoolide majanduslik tähtsus

Soolakuplid on nafta- ja maagaasimahutid, väävliallikad, soolaallikad, nafta ja maagaasi maa-alused hoidlad ning ohtlike jäätmete kõrvaldamiskohad.

Nafta ja maagaasi reservuaarid

Soolakuplid on naftatööstuses väga olulised. Soolakupli kasvades kaardub selle kohal olev kork ülespoole. See korkkivim võib toimida nafta- või maagaasimahutina.

Kupli kasvades kaarduvad kivid, millesse see tungib, piki kupli külgi ülespoole (vt mõlemat illustratsiooni selle lehe ülaosas). See ülespoole ulatuv kaar võimaldab naftal ja maagaasil liikuda soola kupli poole, kus see võib koguneda struktuurilõksu.

Tõusev sool võib põhjustada ka tõrkeid. Mõnikord võimaldavad need rikked tihendada läbilaskva kiviseadet vastu mitteläbilaskva kivimiga. See struktuur võib toimida ka nafta- ja gaasimahutina. Ühel soolakuppel võib kupli ümber olla palju erinevaid reservuaare erinevates sügavustes ja kohtades.

Seismiline uuring: Laeva pardal tehtud uuringust saadud soolakupli varajane seismiline profiil. Sellel on umbes 1-1 / 2 miili laiune keskne soolatuum ja kivimi kihid, mis olid soola ülespoole liikumisega deformeerunud. Seismiline pilt muudetud pärast Parke D. Snavely, Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskust.

Väävli allikas

Soolakuplid kaetakse mõnikord korkkivimiga, mis sisaldab märkimisväärses koguses elementaarset väävlit. Väävel esineb kristalse materjalina, mis täidab luumurrud ja teradevahelisi poore ning mõnel juhul asendab see korgikivimit. Arvatakse, et väävel on tekkinud anhüdriidist ja kipsiga, mis on soolaga seotud bakterite aktiivsuse kaudu.

Mõnes soolakuplis on korgikivis piisavalt väävlit, et seda saaks majanduslikult taastada. See saadakse puurides kaevu väävlisse ja pumbates kaevu ülekuumendatud vett ja õhku. Ülekuumendatud vesi on väävli sulamiseks piisavalt kuum. Kuum õhk muudab sula väävli vahuks, mis on piisavalt ujuv, et kaevu pinnale kerkida.

Tänapäeval toodetakse kõige rohkem väävlit toornafta rafineerimise ja maagaasi töötlemise kõrvalsaadusena. Väävli tootmine soolakuppeldest ei ole üldiselt naftas ja maagaasist toodetud väävliga kuluefektiivne.

Soola tootmine

Mõnda soola kuplit on maa-alune kaevandamine ära kasutanud. Nendes kaevandustes saadakse sool, mida kasutatakse keemiatööstuses toorainena ja soolana lumega kaetud maanteede töötlemiseks.

Lahuse abil on kaevandatud paar soolakuppi. Kuum vesi pumbatakse kaevust soola sisse. Vesi lahustab soola ja see tuuakse tootmiskaevude kaudu tagasi pinnale. Pinnal aurustatakse vesi soola saamiseks või soolast vett kasutatakse keemilises protsessis.

Soolatoomiku teave
1 Geoloogilised mudelid ja avastamata tavapäraste ja pidevate nafta- ja gaasivarude hindamine: kriidine ülemine Austin Chalk, USA lahe rannik; Krystal Pearson, Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskus, teadusuuringute aruanne 2012-5159, 2012.
2 Soolakoobased ja nende kasutamine naftaväljajäätmete kõrvaldamisel: voldik, mille on koostanud Riiklik naftatehnoloogia amet, Argonne'i riiklik labor, 1999.
3 Spindletop: Original Sool Dome: Michel T. Halbouty, artikkel avaldatud WorldEnergySource.com veebisaidil, 2009.
4 soolakuppi Melville'i saarel: Jesse Allen, NASA maavaatluskeskus, 27. augusti 2006 päeva pilt.
5 Sir Bani Yasi saar, Araabia Ühendemiraadid: NASA Maa observatooriumi rahvusvahelisest kosmosejaamast pärit astronaudi foto, päevapilt 15. märtsil 2010.

Maa-alused hoidlad

Mõned soolakuplites arendatud kaevandused on hoolikalt suletud ja neid on seejärel kasutatud nafta, maagaasi ja vesiniku hoidlatena.

USA ja Venemaa soolakuplid toimivad ka riiklike heeliumigaasi varude riiklike hoidlatena. Sool on ainus kivimitüüp, mille läbilaskvus on nii madal, et see mahutab pisikesi heeliumi aatomeid.

Jäätmete kõrvaldamine

Sool on läbitungimatu kivim, millel on võime voolata ja tihendada selles tekkivaid luumurdusid. Sel põhjusel on soolakappe kasutatud ohtlike jäätmete kõrvaldamiskohtadena. Soolakuplites olevaid inimtekkelisi koopaid on Ameerika Ühendriikides ja teistes riikides kasutatud naftaväljade puurimisjäätmete ja muud tüüpi ohtlike jäätmete hoidlatena. Neid on kaalutud ka tuumajäätmete kõrgetasemeliseks kõrvaldamiseks, kuid ükski USA-s asuv koht ei ole seda tüüpi jäätmeid vastu võtnud.

USA soolahoiused: Voodiga soolaladestuste ja soolakuplide basseinide asukoht Ameerika Ühendriikides. Kolm soola kuppelbasseini hõlmavat suurt pidevat lahte lahe ranniku ääres on Louanni sool. Geology.com kaart asukohaandmetega Argonne National Laboratory 2-st.

Kus tekivad soolakud?

Soolakuplid võivad esineda settebasseinides, kuhu vähemalt 500 jalga muud tüüpi setteid on maetud paksud soolaladestused. Üks maailma suurimaid soolakupli piirkondi on Mehhiko laht. Mehhiko lahe merepõhjast ja rannast on avastatud üle 500 soola kupli. Need on pärit Louanni soolast, maa-alusest kivimite ühikust, mis on püsivalt püsiv kogu piirkonnas. Selle lehe paremas veerus olev kaart näitab aluspõhja soolalademete paiknemist Ameerika Ühendriikides ja kolme soolakupli välja. Suured soolakuplite väljad on avastatud ka Brasiilias, Kanadas, Gabonis, Saksamaal, Iraanis ja Iraagis.