Факторы разрушения залежей нефти и газа

 

Разрушение залежей представляет собой непрерывно действующий процесс частичного или полного рассеяния и распада УВ, составляющих залежь нефти или газа, или процесс перехода УВ в другие вещества: вязкие и твердые битумы. Разрушение залежей противостоит процессу формирования залежей. Началом процесса сокращения залежи является естественное истощение источника генерации УВ. Однако прекращение поступления УВ в залежь может произойти и вследствие появления преград на пути миграционного потока, связанного с перестройкой структурно плана.

Непосредственными причинами разрушения и переформирования залежей являются различные нарушения условий их залегания.

Выделяется ряд факторов разрушения залежей нефти и газа.

1. Тектонический фактор, который обусловлен следующими процессами:

1.1) изменением наклона пластов и раскрытием замка структурных ловушек;

1.2) рассечением залежи разрывными нарушениями;

1.3) осложнением структурной залежи внедрением масс каменной соли, глины, сопочной грязевулканической брекчии, магматических пород;

1.4) эрозией покрышки и вскрытием залежи;

1.5) уплотнением коллекторов;

1.6) увеличением проницаемости покрышки залежи при тектонических напряжениях;

2. Гидродинамический фактор связан с активностью пластовых вод, которые вымывают УВ из малоамплитудных структурных ловушек с пологими крыльями. Происходит это по А.А. Карцеву (1972) в случае, когда наклон водонефтяного (газоводяного) контакта меньше угла падения крыла сводовой ловушки.

Условием сохранения залежи от механического выноса УВ водой является неравенство:

Q < α,

 

где Q – угол наклона водонефтяного (газоводяного) контакта;

α – угол падения пласта на крыле ловушки (рис. 24).

 

Рисунок 24. Схема условий сохранения (а) и разрушения (б) нефтяной залежи при гидродинамическом воздействии в ловушке сводового типа

 

3. Гидравлический фактор. Его действие связано с прорывом капиллярного давления избыточным давлением в залежи.

4. Физико-химический фактор. Метан и его гомологи обладают большой растворимостью в воде по сравнению с жидкими УВ. При нахождении газовых залежей в инфильтрационных водонапорных системах пластовые воды, омывающие залежи растворяют и выносят газы. Количество выносимых газов зависит от состава вод и термобарических условий. Действию этого фактора подвержены, главным образом, газовые залежи, которые погружаются.

Газы растворяются в пластовых водах, вплоть до исчезновения залежи и при тектоническом погружении, когда повышение пластового давления не компенсируется ростом газонасыщенности вод. Особо благоприятны для растворения залежей условия при температуре, превышающей 100-120 °С, когда растворимость метана в воде резко возрастает (А.А. Карцев и др., 2001).

5. Химический и биохимический факторы. Действие этих факторов тесно переплетается. Химическое разложение УВ нефтяных и газовых залежей происходит за счет кислорода, сульфатов, нитратов и различных окислов, растворенных в пластовых водах. В результате образуются: углекислый газ, вода, сероводород, аммоний и другие растворимые вещества, а также вязкие и твердые битумы.

Главными процессами распада УВ является их анаэробное окисление за счет сульфатов при участии сульфатредуцирующих бактерий и аэробное окисление кислородом воздуха и пластовых вод. Для окисления 1 г метана требуется 6 г сульфат-иона. Сероводород, получающийся при окислении УВ, образует над разрушенными залежами нефти и газа скопления свободной серы. Так, например, при образовании известных в Туркмении залежей серы было разрушено несколько триллионов кубических метров газа.

6. Термально-метаморфический фактор. Его действие связано с изменением состава нефтей и газов в залежах, вплоть до их полного разрушения в условиях жесткого катагенеза и метаморфизма. При деструкции лёгких нефтей образуется метан, а при деструкции тяжёлых высокосмолистых нефтей, кроме метана, образуются кериты и антраксолиты. При дальнейшем погружении газовых залежей и соответственном повышении температуры метан разлагается на углерод и водород, а антраксолиты превращаются в графит, рассеянный в коллекторе.

7. Диффузионный фактор. Концентрация УВ, находящихся в залежах в тысячи раз превышает концентрацию УВ в окружающих водонасыщенных породах. В результате возникает молекулярное диффузионное перемещение УВ в сторону меньших концентраций и над залежами нефти и газа образуется ореол рассеяния.

 

Модуль 4

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Назовите этапы миграции нефти и газа?

2. Назовите принципиальные различия между первичной и вторичной миграцией нефти и газа?

3. К чему приводит вторичная миграция нефти и газа при благоприятных структурных условиях в природных резервуарах?

4. Чем отличается внутрирезервуарная миграция от внерезервуарной, и латеральная от вертикальной миграции УВ?

5. Назовите основные факторы вторичной миграции УВ.

6. Что означает основной принцип аккумуляции нефти и газа в ловушке: «снизу вверх – сверху вниз»?

7. На каких явлениях основан принцип дифференциального улавливания нефти и газа?

8. Что понимается под временем формирования залежей нефти и газа?

9. Что называется разрушением залежей УВ?

10. Назовите факторы разрушения залежей УВ.

 

 

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

 

МИГРАЦИЯ НЕФТИ И ГАЗА

1. Выделяются следующие три этапа миграции нефти и газа:

1) эмиграция 2) латеральная (внутриформационная) миграция

3) ремиграция 4) собирательная миграция

5) ступенчатая миграция 6) восходящая (межформационная) миграция

2. Эмиграция жидких и газообразных УВ протекает в:

1) нефтегазопроизводящих породах 2) породах коллекторах

2) природных резервуарах 4) нефтегазоносных комплексах

3. Эмиграция жидких и газообразных УВ это:

1) отрыв наиболее подвижных битумоидов то материнского ОВ и минеральной части пород, их перемещение в нефтепроизводящих породах и переход в породы-коллекторы

2) передвижение нефти и газа в кровле пород-коллекторов по их восстанию

3) межформационное передвижение нефти и газа по проницаемым зонам

4) уход УВ из залежи нефти или газа при нарушении условий их залегания в ловушке

4. Основное различие между эмиграцией и миграцией нефти и газа заключается в следующем:

1) эмиграция протекает в нефтегазопроизводящих породах, а миграция – в породах-коллекторах

2) эмиграция протекает вертикально, а миграция латерально - в кровле пород

3) эмиграция протекает только в зоне катагенеза, а миграция вплоть до земной поверхности.

5. В благоприятных структурно-литологических условиях вторичная миграция нефти и газа приводит к:

а) формированию скоплений б) рассеянию УВ в) переходу УВ в коллектор

6. Внутрирезервуарная миграция УВ отличается от внерезервуарной тем, что протекает:

1) в кровле коллекторов 2) в нефтематеринских породах

3) по дизъюнктивным нарушениям

7. Латеральная миграция УВ отличается от вертикальной миграции тем, что протекает в:

а) в кровле коллекторов б) массивных природных резервуарах

в) в нефтематеринских породах

8. Основной формой миграции УВ, ведущей к формированию залежей является:

1) струйная фазовообособленная 2) диффузионная 3) водорастворенная

9. Основными факторами вторичной миграции углеводородов являются следующие два:

1) гравитационный 2) гидравлический 3) геодинамический

4) диффузионный 5) избыточное давление 6) упругие силы расширения флюидов

7) разные коэффициенты теплового расширения пород и флюидов

8) изменение объема пор породы, вызванное вторичными процессами

9) действие капиллярных сил

10. Масштабы вторичной латеральной миграции углеводородов определяются:

1) десятками километров 2) сотнями километров

3) расстояниями между смежными областями впадин и крупными положительными тектоническими элементами

 

ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

1. Какой процесс характеризует принцип: «снизу вверх – сверху вниз»?

1) межрезервуарной (межформационной) вертикальной миграции нефти и газа

2) аккумуляции нефти и газа в ловушке при формировании залежи

3) ремиграции нефти (газа)

4) эмиграции нефти

2. Принцип дифференциального улавливания нефти и газа основан на:

а) способности газа при аккумуляции вытеснять нефть из ловушки

б) закономерном уменьшении температуры и давления вверх по разрезу

в) гидравлическом факторе формирования залежей

г) межформационной миграции нефти и газа

3. При одновременной миграции нефти и газа в струйной форме согласно принципу дифференциального улавливания образуется следующий последовательный ряд залежей УВ:

1) газовые; газонефтяные или нефтегазовые; нефтяные

2) нефтяные; газовые; газонефтяные или нефтегазовые; нефтяные

3) газовые; газонефтяные; нефтяные; газовые

4. Под временем формирования залежей нефти и газа понимается:

1) период с момента поступления первых порций УВ в ловушку до её заполнения

2) отношение геологических запасов УВ залежи к продолжительности их формирования

3) время, необходимое для заполнения ловушки нефтью (газом)

5. Под интенсивностью, или скоростью, формирования залежей нефти и газа понимается

1) период с момента поступления первых порций УВ в ловушку до её заполнения

2) отношение геологических запасов УВ залежи к продолжительности их формирования

3) время, необходимое для заполнения ловушки нефтью (газом)

6. Какой способ определяет время начала формирования залежей нефти и газа по времени образования ловушки?

1) палеогеологический 2) историко-генетический

3) способ регионального наклона пород 4) палеотектонический (палеострукутрный)

7. Процесс разрушения залежей нефти и газа это:

1) частичное или полное рассеяние и распад УВ, составляющих залежь или их переход в другие вещества

2) рассечение залежи разрывным нарушением

3) биодеградация нефти в залежи 4) метанизация нефти в залежи

5) прорыв покрышки избыточным давление в залежи

8. Существует пять следующих факторов разрушения залежей УВ:

1) химический и биохимический 2) денудационный 3) гидродинамический

4) диагенетический 5) диффузионный 6) физико-химический

7) дегидратационный 8) тектонический 9) гравитационный

10) термально-метаморфический

9. Термально-метаморфический фактор разрушения залежей нефти действует в условиях:

а) диагенеза

б) протокатагенеза

в) нижних градаций мезокатагенеза и апокатагенеза

10. Биодеградация залежей нефти и газа протекает в условиях:

а) всего разреза осадочного чехла НГБ

б) диагенеза и протокатагенеза

в) идио- и криптогенеза