Ловушки нефти и газа морфологические и генетические классификации

Ловушка – это часть природного резервуара, в которой, благодаря уравновешенности гидравлических сил, может происходить аккумуляция нефти и газа и образоваться их залежь.

Наиболее простой ловушкой является антиклинальный изгиб пластового резервуара. Основными параметрами такой ловушки являются: толщина коллектора, площадь (в контуре самой нижней замкнутой изогипсы) и высота, измеряемая от кровли коллектора в своде складки до гидравлического замка ловушки.

Замок ловушки, или точка высачивания УВ – это гипсометрически наиболее глубокая часть экрана (покрышки), определяющая предельное заполнение ловушки нефтью.

Имеется множество классификаций ловушек, составленных с использованием разных принципов. Выделяются морфологические и генетические классификации, а также морфогенетические или генетико-морфологические классификации ловушек нефти и газа.

Генетические классификации широко используются на начальных стадиях геологоразведочных работ (ГРР), то есть при прогнозировании ловушек в перспективных нефтегазоносных комплексах слабоизученных территорий.

Морфологические и морфогенетические классификации ловушек наибольшее значение имеют на стадии выявления ловушек и на стадии их подготовки к поисковому бурению. Знание морфологии ловушек здесь необходимо для определения рациональной сетки сейсморазведочных профилей, оптимального числа поисково-оценочных скважин и выбора рациональной системы их размещения.

Залежи нефти и газа, которые являются основными объектами поисково-разведочных и эксплуатационных работ, классифицируются по разным показателям. Важными из них являются генезис и форма элемента земной коры, в которых они находятся, то есть генезис и форма ловушки нефти и газа.

В природных резервуарах выделяется пять следующих генетических типов ловушек: структурный, литологический, стратиграфический, рифовый и гидродинамический. Первые четыре типа ловушек лежат в основе широко известной генетической классификации залежей нефти и газа А.А. Бакирова, в которой они представляют классы залежей.

Ловушки структурного типа (рис. 16) образуются в результате пликативных и дизъюнктивных тектонических деформаций горных пород, и разделяются на сводовые, или антиклинальные (рис. 16, а) и тектонически экранированные ловушки (рис. 16, б). Тектонически экранированные ловушки образуются как на антиклинальных структурах, так и на моноклиналях при наличии тектонических разрывов. Более правильно их следует называть дизъюнктивно экранированными, так как своды или антиклинали тоже представляют собой тектонические пликативные экраны на пути движения нефти и газа.

Рисунок 16 - Разрез и план сводовой (а) ловушки и дизъюнктивно (тектонически) экранированной (б) ловушки в пластовом резервуаре:

1 –пласт-колллектор с залежью; 2 – изогипсы кровли пласта-колллектора, м; 3 – залежь в плане; 4 – тектоническое разрывное нарушение

Ловушки литологического типа также разделяются на два типа - литологически ограниченный тип и литологически экранированный тип. Литологически ограниченные ловушки образуются в результате литологической изменчивости пород-коллекторов, когда порода-коллектор изолирована со всех сторон, например песчаная (алевролитовая) линза в глинах, или при появлении повышенной локальной трещиноватости горных пород. Поэтому в данном случае понятия «ловушка» и «ПР» совпадают (см. рис. 15, г).

Литологически экранированные ловушки образуются в результате выклинивания пород-коллекторов по восстанию слоев (рис. 17) или их фациального замещения одновозрастными слабопроницаемыми породами.

Рисунок 17 - Литологически экранированная ловушка:

1 – линия выклинивания пласта-коллектора

Следовательно, здесь породы-коллекторы экранируются слабопроницаемыми породами только по их восстанию. Ловушки этого типа являются полузамкнутыми и имеют гидродинамическую связь с пластовыми ПР.

 

Ловушки стратиграфического типа образуются в результате денудационного срезания пород-коллекторов во время восходящих тектонических движений и их несогласного перекрытия флюидоупорами во время нисходящих движений (рис. 18).

Рисунок 18 - Стратиграфически экранированные ловушки:

а – в присводовой части антиклинальной струкутры, б – на моноклинали (непроницаемые породы представлены известняками)

 

Ловушки рифовового типа. Ловушки этого типа связаны с карбонатными породами и имеют большое значение в практике нефтегазопоисковых работ. З.А. Табасаранский в 1982 году относ их к литологическому типу ловушек, а в 1993 году к стратиграфическому типу. Учитывая особенности формирования рифовых ловушек, их следует выделять в самостоятельный тип, как это в общем и принято.

Рифовые ловушки связаны с различными рифовыми массивами и биогермными телами, которые образуются в результате отмирания организмов-рифостроителей: известковых водорослей, кораллов, мшанок, губок и других и последующего их перекрытия непроницаемыми породами. Если органогенная постройка не выходила на уровень морского волнения, то она называется биогермом (от греческого bíos - жизнь и hérma – подводная скала). Биогермы могут создавать ассоциации, или биогермные массивы, которые представляют собой группы сближенных биогермов.

При достижении биогермами уровня моря, они представляют собой подводные или надводные скалы. Активно разрушаясь под действием волн, биогермы превращаются в рифы. это сложные геологические объекты, включающие в себя органогенную постройку вместе с продуктами её разрушения, а иногда - хемогенные и биохемогенные отложения. Морфологические типы рифовых ловушек показаны на рисунке 19.

Гидравлические (гидродинамические) ловушки образуются в результате гидродинамического напора встречного потока вод, оказывающего противодавление на мигрирующие УВ. Большое значение в этом типе имеют капиллярное давление, гидрофобность и гидрофильность пород.

Фактически гидравлические ловушки и залежи нефти образуются в том случае, когда гидравлический напор, обычно совместно с капиллярным давлением, превышает гравитационную силу. Величина гравитационной силы p_г зависит от разницы плотности воды и нефти ρ_в-ρ_н, а также от высоты залежи Н и синуса угла наклона пласта-коллектора sin α, по которому идёт миграция нефти:

В генетической классификации ловушек Н.А. Еременко (1968) выделено пять типов ловушек:

1) ловушки складчатых областей;

2) ловушки разрывных дислокаций;

3) ловушки стратиграфических несогласий;

4) ловушки литологические;

5) различные комбинации перечисленных типов.

Ловушки рифового, литологического, стратиграфического и гидродинамического типа обычно называют неструктурными, а совместно с тектонически экранированными ловушками на моноклиналях - неантиклинальными ловушками (НАЛ) или ловушками сложного экранирования.

В генетической классификации неантиклинальных ловушек Г.А. Габриэлянца выделяются две группы ловушек – литологические и стратиграфические. Литологическая группа делится на седиментационные и постседиментационные ловушки. В пределах седиментационных ловушек выделяются: структурно-седиментаионные, аккумулятивные и эрозионно-аккумулятивные. При этом рифовые ловушки относятся к подгруппе седиментационных аккумулятивных ловушек в ранге типа.

В пределах постседиментационных ловушек выделяются: диагенетические, эпигенетические, химического выветривания, эрозионные и структурно-денудационные подгруппы ловушек.

Н.Б. Вассоевич предложил различать три основных морфологических типа ловушек: замкнутые, полузамкнутые и незамкнутые.

Под замкнутыми ловушками понимаются литологически ограниченные ловушки, под полузамкнутыми - литологически экранированные, то есть ловушки, связанные с выклиниванием или замещением пород-коллекторов непроницаемыми породами, а незамкнутые ловушки связаны со сводами антиклиналей.