Формирование и разрушение залежей углеводородов

 

Осадочные породы, в которых происходит нефтеобразование были названы академиками Архангельским и Губкиным нефтематеринскими. В отличие от углей залежи нефти и газа возникают не на месте отложения органического вещества, а в процессе перемещения продуктов их преобразования. Различные виды перемещения и передвижения нефти и газа в горных породах называются миграцией. Выделяют первичную миграцию из нефтематеринских толщ в различные виды коллектора и вторичную – в пределах пластов коллекторов. Вторичная миграция подразделяется на латеральную – внутри пласта и вертикальную – межпластовую (диффузионная и струйная). Когда на путях миграции нефти встречаются ловушки, начинается процесс образования ловушки. Заполнив ловушку, нефти двигаются вверх по восстанию пластов в следующую ловушку. Сначала выделяются наиболее легкие углеводороды затем более тяжелые. Происходит дифференциация углеводородов по ловушкам – газовые, нефтегазовые, нефтяные. Этот процесс получил наименование – принципа дифференциального улавливания. В недрах происходят не только формирования залежей, но и их разрушения, которые происходят физическим, биохимическим, или химическим путями.

Физические процессы – это исчезновение ловушки в результате тектонических движений, эрозии, внедрения в залежь солей или магматических пород.

Биохимические процессы. Проникновение с поверхности земли бактерий, разрушающих залежи. Разрушение залежи может происходить под действием агрессивных вод проникающих по разломам и трещинам. В некоторых случаях эти процессы могут создавать в породах асфальтовые пробки и таким образом оградить часть залежи от разрушения. Процесс разрушения залежей используется иногда как поисковый признак при проведении поисково-разведочных работ: это выходы природного газа, пленки нефти на водной поверхности и др.

 

Природные резервуары

1.Пластовый резервуар. Это коллектор толщиной до 50 метров значительного распространения по площади, перекрываемый и подстилаемый непроницаемыми породами (рис. 1 А).

2.Массивный резервуар. Это совокупность проницаемых и непроницаемых разностей пород толщиной до 500 и более метров, гидродинамически связанных друг с другом, значительного распространения по площади, перекрываемая непроницаемыми породами (рис.1Б).

3.Литологически экранированный природный резервуар. Это коллектор пластового типа, ограниченный с трех сторон непроницаемыми породами (рис.1В).

4.Литологически ограниченный резервуар. Это коллектор произвольной формы и размеров, ограниченный со всех сторон непроницаемыми породами (рис.1Г).

5. Тектонический резервуар. Формируется в результате тектонических движений и разрывных нарушений в земной коре (рис.1Д).

6. Стратиграфический резервуар. Образуется в результате размыва и дальнейшего захоронения в непроницаемых породах осадочных образований, обладающих коллекторскими свойствами (рис.1Е).

7. Рифовый резервуар. Формируется в результате захоронения отмерших рифов (рис.1Ж).

 

 

 

 

Коллекторские свойства горных пород

 

Горная порода способная пропускать через себя флюид называется коллектором. Это карбонаты, песчаники, конгломераты, трещиноватые породы.

Горная порода не проницаемая для флюидов получила название – покрышка. Чаще всего это глины, но может быть любая плотная порода.

Коллекторские свойства горных пород характеризуются пористостью и проницаемостью.

Проницаемость – это способность пропускать через себя флюид. Единица измерения – Дарси.

Пористость определяется количеством пустот в каком-либо объеме породы, измеряется в процентах. Но не все пустоты участвуют в процессе миграции. Часть из них бывают изолированными и не участвуют в процессе миграции флюидов. Поэтому было введено понятие открытой пористости.

Открытая пористость – это отношение сообщающихся между собой пор ко всему объему породы. Но и эти значения оказались завышенными.

В процессе исследований было выяснено, что каждую пору обволакивает пленка связанной воды, которая имеет очень прочные связи с породой и также уменьшает объем пор. Было введено новое понятие – эффективная пористость.

Эффективная пористость – это отношение сообщающихся между собой пор за вычетом объема связанной воды ко всему объему породы.

Основные типы коллекторов

 

1.Поровый коллектор – формируется обломочными горными породами. Прежде всего, это песчаники, конгломераты, крупнозернистые алевролиты (рис.2.А).

2.Трещинный коллектор. Он может сформироваться в любой твердой горной породе под действием тектонических сил, или изменении объемов пород при их преобразованиях (рис.2.Б).

3.Кавернозный коллектор образуется при физическом или химическом выветривании горных пород (рис.2.В).

4.Рифовый коллектор. Он формируется остатками живых организмов, образующих крупные колонии (рис.2.Г).

Поровый коллектор на глубинах более 3 000 м становится непроницаемым вследствие уплотнения горных пород. С этой глубины преобладают коллектора трещинного типа. Высокими фильтрационно-емкостными свойствами обладают коллектора с эффективной пористостью более 18 %. Низкими считаются значения эффективной пористости коллектора от 0,5 до 10%. В случае если фильтрационно-емкостные характеристики породы очень низкие (эффективная пористость менее 0,5 %) – коллектор не имеет промышленного значения.