Природные резервуары. Ловушки

Природный резервуар – естественное вместилище нефти, газа и воды (внутри его может происходить циркуляция подвижных веществ), форма которого обусловливается соотношением коллектора с вмещающими его плохо проницаемыми породами.

Выделяются три основных типа: пластовый, массивный, литологически ограниченный со всех сторон (линзовидный).

Рис. 2.1 Принципиальная схема пластового резервуара:

1 – коллектор (песок); 2 – плохо проницаемые породы (глины)

Пластовый резервуар (рис.2.1) представляет собой коллектор, ограниченный на значительной площади в кровле и подошве плохо проницаемыми породами. Особенностями такого резервуара является сохранение мощности и литологического состава на большой площади.

Под массивным резервуаром понимают мощные толщи пород, состоящие из многих проницаемых пластов, не отделенных один от другого плохо проницаемыми породами.

Большинство массивных резервуаров, особенно широко распространенных на платформах, представлено известняково-доломитизированными толщами. Для ряда месторождений было установлено, что толща пород, представляющая собой единый резервуар, насыщенный газом, нефтью и водой, содержит породы различного литологического состава и различного литологического возраста. Критерием, позволяющим объединить мощную толщу пород в единый резервуар, является распределение в нем газа, нефти и воды по их удельным весам независимо от структуры, возраста и текстуры составляющих его пород. Слабо проницаемые породы покрывают всю эту толщу сверху. По характеру слагающих их пород массивные резервуары подразделяются на две группы:

1. Однородные массивные резервуары сложены сравнительно однородной толщей пород, большей частью карбонатных (рис. 2.2).

 

2. Неоднородные массивные резервуары – толща пород неоднородна (рис. 2.3). Литологически она может быть представлена, например, чередованием известняков, песков и песчаников, сверху перекрытых глинами. Проницаемость такой толщи в различных ее слоях колеблется, но перемещение жидкости (воды, нефти) возможно во всех направлениях и происходит в общем независимо от наслоения пород.

Резервуары неправильной формы, литологически ограниченные со всех сторон (рис. 2.4).

Рис. 2.4 Резервуар, литологически ограниченный со всех сторон практически непроницаемыми породами

В эту группу объединены природные резервуары всех видов, в которых насыщающие их газообразные и жидкие углеводороды окружены со всех сторон либо практически непроницаемыми породами, либо породами, насыщенными слабоактивной водой.

К резервуарам неправильной формы относятся лишь зоны повышенной пористости и проницаемости пород, связанные с местным изменением петрографического состава, не распространяющимся на сколько-нибудь значительную площадь.

Каким бы ни был механизм образования углеводородов для формирования крупных скоплений нефти и газа необходимо выполнение ряда условий: наличие проницаемых горных пород (коллекторов), непроницаемых горных пород, ограничивающих перемещение нефти и газа по вертикали (покрышек), а также пласта особой формы, попав в который нефть и газ оказываются как бы в тупике (ловушке).

Ловушка – часть природного резервуара, в которой благодаря различного рода структурным дислокациям, стратиграфическому или литологическому ограничению, а также тектоническому экранированию создаются условия для скопления нефти и газа.

Гравитационный фактор вызывает в ловушке распределение газа, нефти и воды по их удельным весам.

Ловушка чаще всего представляет собой участок резервуара с застойными условиями даже в том случае, если в остальной части резервуара вода находится в движении.

Примеры ловушек в пластовом, массивном и литологическом природных резервуарах показаны на рисунке 2.5.

В пластовых и массивных резервуарах ловушками для нефти и газа являются сводовые изгибы пласта (рис.2.5, Б, Г, Е) или верхние части рифовых массивов, имеющие, как правило, сводообразную форму (рис. 2.5, Ж); литологически замкнутый (линзовидный) природный резервуар сам является ловушкой (рис. 2.5, В).

Как видно из рисунка 2.5, объем ловушки Е контролируется не перекрывающим ее пластом ангидритов, а вышележащими глинами. В данном случае ангидриты выполняют роль ложной покрышки: они не могут содержать промышленных скоплений УВ (ввиду незначительной емкости), но способны пропускать их (так как в ангидритах имеется система трещин).

Рис. 2.5 Ловушки для нефти и газа в пластовых (А, Б, Г), массивных (Е, Ж) и литологических (В, Д) природных резервуарах:

Породы: 1 – терригенные; 2 – хемогенные; 3 – карбонатные; 4 – ловушки; 5 – поверхность стратиграфического несогласия

По происхождению различают следующие ловушки:

структурные (сводовые) – образованные в результате изгиба слоев (рис. 2.5, Б, Г, Е) и (или) разрыва их сплошности;

стратиграфические (рис. 2.5, А) – сформированные в результате эрозии пластов-коллекторов во время перерыва в накоплении осадков и перекрытия их затем непроницаемыми породами.Как правило, толщи пород, образовавшиеся после перерыва в осадконакоплении, характеризуются более простыми структурными формами залегания. Поверхность, отделяющая эти толщи от толщ, возникших ранее, называется поверхностью стратиграфического несогласия;

тектонические – образованные в результате вертикального перемещения мест обрыва относительно друг друга, пласт-коллектор в месте тектонического нарушения может соприкасаться с непроницаемой горной породой;

литологические – образованные в результате литологического замещения пористых проницаемых пород непроницаемыми (рис. 6, В, Д);

рифогенные – сформированные в результате отмирания организмов-рифостроителей (кораллов, мшанок), накопления их скелетных остатков в форме рифового тела (рис. 2.5, Ж) и последующего его перекрытия непроницаемыми породами.

Около 80% залежей в мире связано с ловушками структурного типа.