Залегания и образования залежи нефти и газа. Условия образования нефти


5.7. Образование месторождений нефти и газа

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 (ловушки).

Миграция нефти и газа - основное условие формирования их скоплений. Миграция происходит в коллекторах вместе с пластовой водой, которая обычно насыщает поровое пространство. При этом нефть и газ либо растворены в воде, либо находятся в свободном состоянии. Миграция происходит из области высоких давлений в область относительно низких вдоль непроницаемых пород - покрышек. Попав в ловушку нефть, газ и вода под действием сил гравитации расслаиваются: газ, как самый легкий, уходит вверх, вода, как самая тяжелая, - вниз, нефть занимает промежуточное положение.

Самые распространенные типы ловушек приведены на рис. 5.2. Наиболее распространены антиклинальные ловушки (рис. 5.2 а). Если в антиклинальной складке пласт-коллектор перекрыт водо-газонефтенепроницаемой толщей (покрышкой), то в нем возможно формирование нефтегазовой залежи. Тектонические движения часто приводят к разрыву сплошности слоев и вертикальному перемещению мест обрыва относительно друг друга. В результате пласт-коллектор в месте тектонического нарушения может соприкасаться с непроницаемой горной породой, что приводит к образованию тектонически экранированной ловушки (рис. 5.2 б). Если по какой-то поверхности коллекторы перекроются более молодыми непроницаемыми отложениями, то образуется стратиграфически экранированная ловушка (рис. 5.2 в). В природе встречаются случаи, когда линзы проницаемых пород, например, песчаников, окружены непроницаемыми - глинами. В этом случае образуется литологически экранированная ловушка (рис. 5.2 г).

Скопление нефти и газа, сосредоточенное в ловушке в количестве, достаточном для промышленной разработки, называется залежью. Наиболее часто залежи углеводородов встречаются в ловушках антиклинального типа (рис. 5.3). В общем случае в верхней части продуктивного пласта располагается свободный газ (газовая шапка), внизу - вода, а между ними нефть.

Поверхность, разделяющая нефть и воду или нефть и газ, называется соответственно водонефтяным или газонефтяным контактом. Линия пересечения поверхности контактов с кровлей пласта называется соответственно внешним контуром нефтеносности или газоносности, а с подошвой пласта - внутренним контуром нефтеносности или газоносности. Кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой нефтегазоносного пласта называют его толщиной.

Рис. 5.3 Схема газонефтяной пластовой залежи:

ВКГ - внутренний контур газоносности; ВНКГ - внешний контур газоносности; ВКН - внутренний контур нефтеносности; ВНКН - внешний контур нефтеносности.

Под месторождением нефти и газа понимается совокупность залежей, приуроченных к общем} участку земной поверхности. Понятия месторождение и залежь равнозначны, если на одной площади имеется всего одна залежь. Такое месторождение называется однопластовым. В остальных случаях месторождения являются многопластовыми. Например, на нефтяных месторождениях Апшеронского полуострова установлено до 30...40 залежей.

Месторождение называют газовым, если оно содержит только газовые залежи, состоящие более, чем на 90 % из метана. К газоконденсатным относят такие газовые месторождения, из газа которых при снижении давления до атмосферного выделяется жидкая фаза - конденсат. Если месторождение состоит из нефтяных или газонефтяных залежей, то оно соответственно называется нефтяным или газонефтяным.

Более детальную информацию о залежах и месторождениях дают структурные карты и геологические разрезы. Структурная карта представляет собой изображение в горизонталях (изогипсах) рельефа кровли или подошвы продуктивного пласта. Для ее построения залежь рассекают множеством горизонтальных плоскостей и определяют контуры линий пересечения этих плоскостей с кровлей или подошвой продуктивного пласта. По характеру расположения изогипс можно судить о крутизне залегания пласта: чем они ближе друг к другу, тем положение пласта круче. Геологическим разрезом называют изображение геологического строения данного участка земной коры в вертикальной плоскости. Различают геологические разрезы в виде геологического разреза скважины и в виде геологического профиля. Под геологическим разрезом скважины понимают геологическое описание и графическое изображение последовательности напластования пород, пройденных скважиной. Геологическим профилем называют графическое изображение строения месторождения в вертикальной плоскости. Это совокупность геологических разрезов скважин.

Наличие структурных карт и геологических разрезов дает более наглядное представление о строении недр, позволяет более обоснованно и успешно осуществлять бурение скважин, оптимизировать проектные решения по разработке месторождений.

studfiles.net

Образование залежей нефти и газа

Под воздействием ветра, дождя, перепадов температуры окружающей среды и других внешних факторов происходит разрушение горных пород. Продукты разрушения, а также продукты жизнедеятельности различных организмов и растений скапливаются, перемешиваются и образуют так называемые – осадочные горные породы. Осадочные горные породы могут образовывать в земной коре пласты толщиной от нескольких до сотен метров. Эти пласты залегают как на поверхности, так и на глубине в несколько километров.

Верхняя граница пласта называется кровлей, а поверхность, ограничивающую пласт снизу — подошвой. При этом, кровля нижележащего пласта является одновременно подошвой вышележащего, а подошва вышележащего — кровлей нижележащего.

1. синклиналь
2. антиклиналь

Залегание пластов относительно горизонтальной плоскости имеет различный рисунок, это связано с геологической активностью земной коры. Считается, что первоначально пласты залегали практически горизонтально, но в результате деформаций земной коры форма залегания изменялась до существенно наклонной, также встречаются вертикальные участки.

Складки пластов имеют свои названия. Так, складка пласта вершиной вниз называется — синклиналь, а изгиб пласта вершиной вверх — антиклиналь. Боковые части синклиналей и антиклиналей называются крыльями. Если у складки только одно крыло, это моноклиналь.

Движения земной коры приводят к тому, что складки разрушаются и образуются горсты и грабены. Горст — это поднятие части антиклинали, грабен — спуск части синклинали.

1. грабен 2. горст

Горные породы, способные вмещать в себя значительные объемы флюида называют коллекторами.

Коллекторские свойства пород определяют следующие параметры: гранулометрический состав, пористость, проницаемость.

Гранулометрический состав — это процентное содержание зерен и песчинок определенного размера. Чем однороднее гранулометрический состав, т. е. чем меньше отличаются песчинки друг от друга по размеру, тем выше фильтрационные свойства породы, тем легче перемещаться в ней жидкости или газу.

Вместилищем нефти и газа в земной коре являются пустоты (поры) и трещины в осадочных горных породах. Пористость характеризует объем пустот, пор, каверн или трещин в породе. Отношение их объема ко всему объему породы называют коэффициентом пористости. Различные горные породы обладают разной пористостью и как следствие разной способностью вмещать в себя флюид — нефть или газ.

Свойство горных пород пропускать через себя жидкость или газ называют проницаемостью. Фильтрация нефти или газа через пористую породу возможна не во всех случаях.

Нефтегазовые ловушки

Нефть, газ и вода в земной коре скапливаются в ловушки, которые представляют собой проницаемые пласты пород, окруженные сверху и снизу малопроницаемыми породами. В таких природных резервуарах газ, нефть и вода распределены в соответствии с законом гравитации, а именно, сверху газ, затем нефть, в самом низу вода. Глубина залегания продуктивных пластов изменяется от десятков метров до нескольких километров, а толщина пластов от долей до сотен метров. Продуктивный пласт может быть сплошным или состоять из небольших пластов, разделенных тонкими малопроницаемыми породами.

Гипотезы происхождения нефти и газа

Существует несколько гипотез происхождения углеводородов в земной коре.

Карбидная гипотеза. Менделеев Д.И. считал, что нефть образуется из карбидов металлов и воды. При возникновении разломов в земной коре вода проникает вглубь Земли, возможно попадает к залежам руды металлов и там под воздействием давления, температуры и времени образует углеводороды.

По другой гипотезе считается, что нефть образуется из органического материала животного и растительного происхождения, проходя через состояние каменного угля с последующей его перегонкой под действием высоких температур и давлений. В девятнадцатом веке немецкими учеными был произведен опыт, который подтвердил возможность получения нефти из живых организмов. Они перегнали пол тонны сельди при температуре 400°С и давлении 1000 кПа и получили 300 кг нефти коричневого цвета. А чуть позже российский академик Зелинский Н.Д. перегнал сапропель (ил растительного происхождения) и получил: смолу, кокс, метан, оксид углерода, водород и сероводород. Далее при последующей перегонке смолы, был получен бензин, керосин и тяжелые масла.

Третья гипотеза говорит о космическом происхождении углеводородов. По ней нефть и другие углеводороды образовались из газопылевого облака при рождении Земли.

Есть мнение, что нефть и газ образуются, как продукт процессов происходящих ниже земной коры.

Однозначно научно доказанной версии происхождения нефти и газа на сегодняшний день, не существует.

burovoeremeslo.ru

Образование месторождений нефти и газа

ВВЕДЕНИЕ

Классификация месторождений нефти и газа имеет не меньшее теоретическое и практическое значение, чем классификация залежей. Казалось бы этому вопросу должно уделяться не меньшее внимание, однако это не так. С момента четкого разграничения таких понятий, как залежи и месторождения, первым уделялось очень много времени, в то время как классификация нефтяных месторождений почти не разрабатывались. До сих пор не существует общепринятого определения понятия месторождение.

Под месторождением нефти и газа, по определению И. О. Брода (1938), следует понимать совокупность залежей  в недрах одной и той же площади, образование которой контролируется единым структурным элементом, что определяет общность в системе их поисков, разведки и разработки. Довольно близко к этому определение Н. Ю. Успенской (1966). По Успенской под месторождением следует понимать совокупность залежей, заключенных в недрах одной и той же площади и контролируемых общим гидрологическим элементом структурного, литологического или стратиграфического характера, обеспечивающим образование ловушки. В приведенных определениях за основу взяты залежи, и месторождение фактически рассматривается как сумма залежей, приуроченных к тому или иному структурному элементу или геологическому элементу. Между тем наличие того или иного структурного элемента, контролирующего формирование месторождения, определяет и возможный тип залежей в месторождении. Более  того, развитие того или иного структурного элемента на фоне геологической истории крупного элемента земной коры предопределяет появление того или иного типа резервуара и специфику ловушек в нем.

Из сказанного выше ясно, что группа или тип месторождений предопределяет и тип встречающихся в нем залежей. Следовательно, месторождение надо рассматривать не как механическую совокупность залежей, а как геологический комплекс, предопределяющий условия формирования самих залежей. Правильнее залежь рассматривать как один из элементов месторождения. Определение месторождения может быть предложено в следующей форме: под месторождением нефти и (или) газа следует понимать участок земной коры определенного геологического строения, содержащий в себе залежи нефти и (или) газа.

Тектонический фактор имеет решающее значение для формирования месторождения. Тектонические условия формирования того или иного структурного элемента, контролирующего образование месторождений, прежде  всего, зависят от того, с каким крупным геоструктурным элементом земной коры связано формирование этого элемента. В качестве основных геоструктурных элементов в земной коре выделяют геосинклинали и платформы. Нефтяные и газовые месторождения широко распространены в предгорных прогибах, межгорных впадинах и областях погружения складчатых систем. 1 Формирование месторождении нефти и газа

Необходимы следующие условия для формирования месторождений нефти и газа в залегающих в глубинах земли отложениях, из которых экономически выгодно извлекать углеводороды: наличие соответствующих пород-коллекторов и относительно непроницаемых покрышек и ловушек, которые предотвращают утечку углеводородов к земной поверхности [1].

Породы-коллекторы. Для того чтобы стать коллектором, порода должна обладать пористостью и проницаемостью. Те же свойства необходимы для сохранения нефти и газа, а также запасов подземных вод. Пористость – это процент содержания пустот в породе. Кристаллические породы могут иметь менее 1% пустот, тогда как некоторые песчаники – 35–40%, а кавернозные известняки могут обладать даже еще большей пористостью. Наиболее обычный тип пустот – промежутки между зернами крупнозернистых осадочных пород, подобных песчаникам. Размер зерен не влияет на процент пористости, если этот размер одинаков, но при смешении зерен разного размера мелкие зерна частично заполняют пространство между крупными, уменьшая тем самым процент пористости. Итоговая пористость обломочных пород зависит от степени последующей цементации зерен; цемент породы осаждается из циркулирующих вод (таковы многие карбонатные, сульфатные и другие «хемогенные» цементы; весьма распространенные глинистые цементы образуются при одновременном осаждении песчаных зерен и глинистых частиц). Если цементация полная, то пористость не сохраняется. Другой распространенный тип пустот – это каверны растворения в карбонатных породах – известняках и доломитах. Всякий раз, когда такие породы находятся в зоне проникновения или циркуляции подземных вод, они в какой-то степени растворяются, и результатом может быть образование высокопористых пород. Размер каверн выщелачивания изменяется от микроскопических пор до гигантских пещер. Еще одним типом природных пустот являются каверны выветривания, а также трещины и щели [1].

Проницаемость – это свойство пород быть проводником при движении жидкостей или газов. Некоторые глины имеют такую же высокую пористость, как и песчаники, но они непроницаемы, так как размер их пор очень мал. Чем крупнее поры, тем выше проницаемость. Прямой связи между пористостью и проницаемостью, в общем, нет, хотя обычно породы с невысокой пористостью (10–15%) имеют также и низкую проницаемость. Если проницаемость мала, то нефть будет только слабо сочиться из породы и продуктивность окажется ниже экономически эффективной. Поэтому трудно извлекать нефть из глин, хотя обильные признаки нефти в них имеются во многих районах мира. Методы извлечения нефти из глинистых пород разрабатываются [1].

Пласты пород-коллекторов должны иметь определенную мощность и относительно постоянную проницаемость по латерали. Мощность, ниже которой пласт-коллектор не может разрабатываться с необходимой экономической эффективностью, зависит от многих причин, включая стоимость бурения в данном районе, глубину, пористость и объем (запасы) нефти. Хотя обычно породами-коллекторами являются песчаники и карбонатные породы, любые породы, которые обладают необходимыми геологическими или структурными характеристиками, могут содержать нефть в промышленных количествах. Примером являются трещиноватые глины (аргиллиты), конгломераты, зоны выветривания на древних поверхностях гранитов и серпентизированные магматические образования. Покрышки. Для образования залежей необходимо, чтобы пористые и проницаемые породы-коллекторы перекрывались породами, которые препятствуют последовательной миграции нефти и газа вверх. Обычные экранирующие породы – это относительно непроницаемые глины. Другие породы, которые могут служить покрышками, – это плотно сцементированные песчаники, пласты плотных карбонатных пород, глины плоскостей сбросов и даже тела соляных и изверженных пород [1].

Ловушки. Большинство пород-коллекторов имеют вид пластов или слоев, которые на сколько-нибудь значительных расстояниях отклоняются от горизонтального положения. Величина наклона изменяется от примерно 4 м/км до 90. В результате этого капли нефти или пузырьки газа, насыщающие породы-коллекторы, просачиваются вверх через насыщенные водой поры к подошве и затем перемещаются вверх по восстанию пластов вдоль раздела коллектор – покрышка. Если наклон продолжается до поверхности и пласт-коллектор остается на всем протяжении проницаемым, нефть (газ) будет выходить из пласта. Но если наклон вверх не продолжается, а существует перегиб или породы-коллекторы теряют по латерали свою проницаемость, нефть будет улавливаться до того, как она сможет выйти из пласта на поверхность. Образование ловушки вследствие изменения направления наклона пластов пород обычно обусловлено движениями земной породы; такие ловушки относятся к структурному типу. Изменения проницаемости ведут к образованию стратиграфических ловушек [1].

Простейшим типом структурной ловушки является выгнутая вверх складка-антиклиналь. Складчатость может быть результатом сокращения земной коры, сброса в глубинах земли, магматической деятельности, внедрения соляных масс; она может быть вызвана уплотнением над выступом погребенного рельефа или растворением пород. Скопление нефти и газа в антиклиналях происходит за счет улавливания движущихся вверх капелек жидкости и пузырьков газа аркой смятых в складку пластов. На флангах складки под нефтью скапливается более тяжелая пластовая вода. Одно из крупнейших нефтяных месторождений мира – Гхавар в Саудовской Аравии – связано именно с антиклиналью.  Одним из специфических видов антиклиналей являются соляные купола. Они представляют собой штоки или призмы соли, выжатой с больших глубин. Купола имеют в плане округлую или эллиптическую форму диаметром почти 1 км и высотой 6 и более км. Эти купола частично прорывают слои осадочных пород, а залегающие над ними пласты изгибаются в виде антиклинали или купола. Залежи нефти могут формироваться в покрывающей соляной купол антиклинали, в пластах, ограниченных стенкой соляного купола, и в выщелоченных кавернозных породах кровли купола (кэпроки) [1].

Тектонически ограниченные ловушки, как и антиклинали и соляные купола, являются разновидностью структурных ловушек. Ловушка этого типа образуется за счет того, что при сдвиге (взаимном перемещении пластов) проницаемые пласты вверх по восстанию в зоне разлома экранируются непроницаемым глинистым барьером, который эффективно преграждает движение нефти вверх по восстанию проницаемого насыщенной водой наклонно залегающего пласта [1].

Если пласты-коллекторы латерально замещаются непроницаемыми породами, возникает стратиграфическая ловушка. Основная причина изменения пористости и проницаемости пласта в пространстве связана с изменениями условий осадконакопления по площади. Другой причиной изменения коллекторных свойств является растворяющее действие пластовых вод. Так, участками может растворяться карбонатный цемент в песчаниках. Большую роль играет образование каверн в карбонатных породах. Важный вид стратиграфических ловушек образуется при срезании, эрозии серии наклонно залегающих пластов, в том числе пористых и проницаемых, и последующем их перекрытии непроницаемыми породами-покрышками [1]. 2 Месторождение нефти и природных горючих газов

Чем шире проводятся геологические исследования и чем более глубоко и детально производятся анализы, тем чаще обнаруживаются нефти и природные горючие газы или их следы. Пожалуй, не будет преувеличением утверждение о том, что на Земле нет таких осадочных пород, в которых где-либо не встречены те или иные количества нефти и особенно горючих газов. Точно так же можно утверждать, что не существует ни одного континента или очень крупного острова, в пределах которых не было бы нефти и горючих газов. Наконец, результаты бурения в акваториях позволяют считать, что под дном всех без исключения морей и океанов содержатся горючие газы (в основном метан) и довольно часто нефть. Однако сказанное выше не означает, что в любом месте можно заложить буровую скважину и получить нефть и горючий газ. Дело в том, что они могут встречаться в различных концентрациях, а газ и в различном состоянии. Так, например, нефть в виде отдельных капель может быть рассеяна в мощных толщах пород, а газ встречается и в виде отдельных пузырьков, и в растворенном в воде и в сорбированном отдельными минералами состоянии. Но как в песне: «одна дождинка — еще не дождь», так и одна капля нефти или один пузырек газа в породах еще не месторождение. Вероятно, правильнее месторождениями нефти и газа называть такие участки территорий или акваторий, в пределах которых имеются заметные скопления этих ископаемых. Скопления могут быть промышленными, т. е. такими, которые целесообразно разрабатывать добывать нефть и газ, и непромышленными, в применении к которым это делать экономически невыгодно. Добывать нефть или газ из непромышленных месторождений нецелесообразно по различным причинам: либо количества получаемых в скважинах этих полезных ископаемых столь невелики, что не оправдывают затрат на бурение скважин и организацию добычи, либо общие количества нефти и газа в месторождении небольшие и организация их добычи нерентабельна. Вполне понятно, что разделение месторождений нефти и газа на промышленные и непромышленные зависит от многих факторов: близости потребителя, железной и других дорог, количества и качества нефти и газа, глубин их залегания и т.д. Поэтому месторождения, которые в одних областях по объемам содержащихся в них нефти и газа или по дебитам скважин являются непромышленными, в других областях и районах страны могут быть промышленными. Так, например, промышленные месторождения в Западной Сибири должны содержать гораздо больше нефти, чем промышленные месторождения на Кавказе или на Украине, или иметь гораздо большие дебиты скважин. Это же относится и к морским месторождениям. К описанию месторождений мы еще вернемся, а пока рассмотрим, как же залегают в них нефть и газ. Надо сказать, что до сих пор нередко можно встретиться с представлением о том, что нефть в недрах под поверхностью земли, так же как вода на поверхности, образует реки и озера. Помнится, когда начали добывать нефть в районах Волго-Урала и в то же время снижалось количество добываемой нефти в районе Баку, многие обыватели объясняли это снижение тем, что «нефтяную реку» перехватили в районе Волго-Урала.Конечно, все эти представления неверны, что станет понятным, когда мы рассмотрим условия залегания нефти и газа в недрах. Совершенно очевидно, что нефть и газ, как и любая материя, должны находиться в пространстве. Рассмотрим, каким же может быть это пространство на глубине. Для этого в первую очередь надо определить, что представляют собой те горные породы, которые слагают верхнюю часть земной коры и в которых чаще всего встречаются нефть и газ [2].

Рисунок 1 - Поры в песке при разной укладке зерен. Пористость песка: а- 25,8; б- 36,7; в- 47,6.Песок, он состоит из правильных сферических частиц одинакового объема. Расчеты показывают, что в зависимости от плотности укладки эти частицы могут занимать чуть больше половины (52,4%) или три четверти (74,2%) объема всей горной породы, а остальное пространство — свободное, составляющее от 25,8 до 47,6% породы, приходится на поры, в которых могут находиться любые жидкости и газы (рисунок 1). Это значит, что теоретически в каждом кубическом метре песка может содержаться от 0,26 до 0,47 м3 нефти. Для того чтобы представить себе реально количество нефти, которое может находиться в такой породе, примем, что нефть содержится в порах такого песка, который слагает пласт мощностью (или толщиной) 10 м. Теоретически в таком пласте на площади всего 1 км 2 может быть заключено от 2,58 млн. до 4,76 млн. м3 нефти, или, принимая ее среднюю плотность равной 0,86 г/см3, — от 2,219 млн. до 4,09 млн. т. и, следовательно, на площади в сотни квадратных километров — сотни миллионов тонн. Другие породы — известняки, доломиты — также содержат пустоты в виде пор, каверн, трещин и даже мелких пещер, количество и размер которых уменьшаются с глубиной. Общий объем таких пустот или, как принято называть, коэффициент пористости пород, может составлять от десятых долей процента до 20—30% объема пород. Однако наличие пустот в горных породах еще не определяет полностью их свойства по отношению к нефти и газу. Дело в том, что размеры этих пустот могут быть самыми различными и именно от них зависит  свойство пород пропускать жидкости и газы. Так, из физики известно, что благодаря действию сил молекулярного притяжения в капиллярных каналах поперечным сечением менее 0,001 мм вода не перемещается под влиянием силы тяжести, и требуется приложение значительных градиентов давления, чтобы сдвинуть такую пленочную, как ее называют, жидкость. Поры всех осадков, накапливающихся под дном водных бассейнов, с начала их образования заполнены водой. На суше, как только порода оказывается ниже уровня грунтовых вод, все ее поры также заполняются водой. Таким образом, когда в породу поступают нефть или газ, то для заполнения ее им надо вытеснить воду. Из пор крупнее 0,001 мм вода может уйти, а из более мелких пор при давлениях, обычно существующих на глубинах до 10 км, она не может быть вытеснена. По этой причине вода, нефть и газ в недрах могут двигаться по пластам песков, песчаников, пористых известняков, доломитов, различных трещиноватых пород, но для них совершенно непроницаемы пласты влажных глин, каменной соли, плотных известняков, ангидритов и других непористых и нетрещиноватых пород [2].

Поскольку пласты, содержащие в недрах подвижную воду, не разобщены друг с другом герметично, все они представляют собой своеобразную систему сообщающихся сосудов, давление в которых равно весу столба жидкости. По этой причине давление жидкости и газа в породах с глубиной увеличивается через каждые 10 м на 0,1 МПа, в общем случае достигая, например, на глубине 1000 м, 10 МПа. Однако нередко пластовые давления превышают эту величину (см. ниже). Благодаря высокому давлению газ в недрах в соответствии с законом Бойля — Мариотта, занимает значительно меньший объем, чем на поверхности. Так, на глубине 1000м при температуре 40 °С в одном кубическом метре пространства содержится такое количество газа, которое на поверхности земли при стандартных условиях: давлении 1 МПа (760 мм рт. ст.) и температуре 15 °С будет иметь объем, равный примерно 103 м3 (не точно из-за отклонения реального газа от идеального). Определяющим моментом в распределении нефти, газа и воды в недрах является существенное различие их плотностей: пластовые воды обычно соленые, часто имеют плотность 1,05—1,25 г/см3, плотность нефти, как отмечалось, в среднем равна 0,86 г/см3, а в пластовых условиях, на глубине порядка 1000 м, благодаря большому количеству растворенного в ней газа (до 300 м3 в 1 м3 нефти) — 0,6—0,7 г/см3, наконец, плотность газа, преимущественно метанового, на этой же глубине — 0,07 г/см3. Черным показана залежь нефти, остальными условными знаками — разные магматические и осадочные породыдвижений изгибаются самым различным образом [2].

Рисунок 2- Нефтяная залежь в трещиноватых магматических породах.

В наиболее повышенных участках проницаемых пластов образуются природные ловушки, в которых могут накапливаться нефть и газ (рисунок 2). Эти ловушки в течение многих десятков лет и были основными объектами поисков нефти и газа. Однако природа всегда изобретательнее, чем можно себе представить даже при самой богатой фантазии: оказалось, что ловушки могут образовываться не только вследствие изгибов, но и на месте рифов (рисунок 3), в зонах трещиноватости магматических пород (рисунок  4), у соляных тел (рисунок 5), в зонах выклинивания песков и песчаников, даже в трещиноватых глинах (например, в Западной Сибири) и в других случаях. Нередко в таких участках образуется сразу много ловушек, располагающихся одна под другой. Поэтому в пределах месторождений, как правило, встречается несколько залежей, находящихся на разных глубинах [2].

www.coolreferat.com

Образование месторождений нефти и газа

ВВЕДЕНИЕ

Классификация месторождений нефти и газа имеет не меньшее теоретическое и практическое значение, чем классификация залежей. Казалось бы этому вопросу должно уделяться не меньшее внимание, однако это не так. С момента четкого разграничения таких понятий, как залежи и месторождения, первым уделялось очень много времени, в то время как классификация нефтяных месторождений почти не разрабатывались. До сих пор не существует общепринятого определения понятия месторождение.

Под месторождением нефти и газа, по определению И. О. Брода (1938), следует понимать совокупность залежей в недрах одной и той же площади, образование которой контролируется единым структурным элементом, что определяет общность в системе их поисков, разведки и разработки. Довольно близко к этому определение Н. Ю. Успенской (1966). По Успенской под месторождением следует понимать совокупность залежей, заключенных в недрах одной и той же площади и контролируемых общим гидрологическим элементом структурного, литологического или стратиграфического характера, обеспечивающим образование ловушки. В приведенных определениях за основу взяты залежи, и месторождение фактически рассматривается как сумма залежей, приуроченных к тому или иному структурному элементу или геологическому элементу. Между тем наличие того или иного структурного элемента, контролирующего формирование месторождения, определяет и возможный тип залежей в месторождении. Более того, развитие того или иного структурного элемента на фоне геологической истории крупного элемента земной коры предопределяет появление того или иного типа резервуара и специфику ловушек в нем.

Из сказанного выше ясно, что группа или тип месторождений предопределяет и тип встречающихся в нем залежей. Следовательно, месторождение надо рассматривать не как механическую совокупность залежей, а как геологический комплекс, предопределяющий условия формирования самих залежей. Правильнее залежь рассматривать как один из элементов месторож

дения. Определение месторождения может быть предложено в следующей форме: под месторождением нефти и (или) газа следует понимать участок земной коры определенного геологического строения, содержащий в себе залежи нефти и (или) газа.

Тектонический фактор имеет решающее значение для формирования месторождения. Тектонические условия формирования того или иного структурного элемента, контролирующего образование месторождений, прежде всего, зависят от того, с каким крупным геоструктурным элементом земной коры связано формирование этого элемента. В качестве основных геоструктурных элементов в земной коре выделяют геосинклинали и платформы. Нефтяные и газовые месторождения широко распространены в предгорных прогибах, межгорных впадинах и областях погружения складчатых систем.

1 Формирование месторождении нефти и газа

Необходимы следующие условия для формирования месторождений нефти и газа в залегающих в глубинах земли отложениях, из которых экономически выгодно извлекать углеводороды: наличие соответствующих пород-коллекторов и относительно непроницаемых покрышек и ловушек, которые предотвращают утечку углеводородов к земной поверхности [1].

Породы-коллекторы. Для того чтобы стать коллектором, порода должна обладать пористостью и проницаемостью. Те же свойства необходимы для сохранения нефти и газа, а также запасов подземных вод. Пористость – это процент содержания пустот в породе. Кристаллические породы могут иметь менее 1% пустот, тогда как некоторые песчаники – 35–40%, а кавернозные известняки могут обладать даже еще большей пористостью. Наиболее обычный тип пустот – промежутки между зернами крупнозернистых осадочных пород, подобных песчаникам. Размер зерен не влияет на процент пористости, если этот размер одинаков, но при смешении зерен разного размера мелкие зерна частично заполняют пространство между крупными, уменьшая тем самым процент пористости. Итоговая пористость обломочных пород зависит от степени последующей цементации зерен; цемент породы осаждается из циркулирующих вод (таковы многие карбонатные, сульфатные и другие «хемогенные» цементы; весьма распространенные глинистые цементы образуются при одновременном осаждении песчаных зерен и глинистых частиц). Если цементация полная, то пористость не сохраняется. Другой распространенный тип пустот – это каверны растворения в карбонатных породах – известняках и доломитах. Всякий раз, когда такие породы находятся в зоне проникновения или циркуляции подземных вод, они в какой-то степени растворяются, и результатом может быть образование высокопористых пород. Размер каверн выщелачивания изменяется от микроскопических пор до гигантских пещер. Еще одним типом природных пустот являются каверны выветривания, а также трещины и щели [1].

Проницаемость – это свойство пород быть проводником при движении жидкостей или газов. Некоторые глины имеют такую же высокую пористость, как и песчаники, но они непроницаемы, так как размер их пор очень мал. Чем крупнее поры, тем выше проницаемость. Прямой связи между пористостью и проницаемостью, в общем, нет, хотя обычно породы с невысокой пористостью (10–15%) имеют также и низкую проницаемость. Если проницаемость мала, то нефть будет только слабо сочиться из породы и продуктивность окажется ниже экономически эффективной. Поэтому трудно извлекать нефть из глин, хотя обильные признаки нефти в них имеются во многих районах мира. Методы извлечения нефти из глинистых пород разрабатываются [1].

Пласты пород-коллекторов должны иметь определенную мощность и относительно постоянную проницаемость по латерали. Мощность, ниже которой пласт-коллектор не может разрабатываться с необходимой экономической эффективностью, зависит от многих причин, включая стоимость бурения в данном районе, глубину, пористость и объем (запасы) нефти. Хотя обычно породами-коллекторами являются песчаники и карбонатные породы, любые породы, которые обладают необходимыми геологическими или структурными характеристиками, могут содержать нефть в промышленных количествах. Примером являются трещиноватые глины (аргиллиты), конгломераты, зоны выветривания на древних поверхностях гранитов и серпентизированные магматические образования. Покрышки. Для образования залежей необходимо, чтобы пористые и проницаемые породы-коллекторы перекрывались породами, которые препятствуют последовательной миграции нефти и газа вверх. Обычные экранирующие породы – это относительно непроницаемые глины. Другие породы, которые могут служить покрышками, – это плотно сцементированные песчаники, пласты плотных карбонатных пород, глины плоскостей сбросов и даже тела соляных и изверженных пород [1].

Ловушки. Большинство пород-коллекторов имеют вид пластов или слоев, которые на сколько-нибудь значительных расстояниях отклоняются от

горизонтального положения. Величина наклона изменяется от примерно 4 м/км до 90. В результате этого капли нефти или пузырьки газа, насыщающие породы-коллекторы, просачиваются вверх через насыщенные водой поры к подошве и затем перемещаются вверх по восстанию пластов вдоль раздела коллектор – покрышка. Если наклон продолжается до поверхности и пласт-коллектор остается на всем протяжении проницаемым, нефть (газ) будет выходить из пласта. Но если наклон вверх не продолжается, а существует перегиб или породы-коллекторы теряют по латерали свою проницаемость, нефть будет улавливаться до того, как она сможет выйти из пласта на поверхность. Образование ловушки вследствие изменения направления наклона пластов пород обычно обусловлено движениями земной породы; такие ловушки относятся к структурному типу. Изменения проницаемости ведут к образованию стратиграфических ловушек [1].

Простейшим типом структурной ловушки является выгнутая вверх складка-антиклиналь. Складчатость может быть результатом сокращения земной коры, сброса в глубинах земли, магматической деятельности, внедрения соляных масс; она может быть вызвана уплотнением над выступом погребенного рельефа или растворением пород. Скопление нефти и газа в антиклиналях происходит за счет улавливания движущихся вверх капелек жидкости и пузырьков газа аркой смятых в складку пластов. На флангах складки под нефтью скапливается более тяжелая пластовая вода. Одно из крупнейших нефтяных месторождений мира – Гхавар в Саудовской Аравии – связано именно с антиклиналью. Одним из специфических видов антиклиналей являются соляные купола. Они представляют собой штоки или призмы соли, выжатой с больших глубин. Купола имеют в плане округлую или эллиптическую форму диаметром почти 1 км и высотой 6 и более км. Эти купола частично прорывают слои осадочных пород, а залегающие над ними пласты изгибаются в виде антиклинали или купола. Залежи нефти могут формироваться в покрывающей соляной купол антиклинали, в пластах, ограниченных

стенкой соляного купола, и в выщелоченных кавернозных породах кровли купола (кэпроки) [1].

Тектонически ограниченные ловушки, как и антиклинали и соляные купола, являются разновидностью структурных ловушек. Ловушка этого типа образуется за счет того, что при сдвиге (взаимном перемещении пластов) проницаемые пласты вверх по восстанию в зоне разлома экранируются непроницаемым глинистым барьером, который эффективно преграждает движение нефти вверх по восстанию проницаемого насыщенной водой наклонно залегающего пласта [1].

mirznanii.com

Залегания и образования залежи нефти и газа — Добыча нефти и газа

Уже в прошлом столетии рядом с бестолковой суетой и шумихой вокруг разведки и разработки нефтяных месторождений зародилась наука об условиях залегания и распространения нефти в недрах. Медленно, но верно наука эта стала проникать в практику поисков и разведки месторождений. После того как Д. И. Менделеев высказал мысль о заполнении пор горных пород нефтью, газом и водой, довольно быстро были установлены закономерности их залегания в недрах зем­ли. Предположение Д. И. Менделеева о том, что нефть и газ в пористых породах всплывают над водой, — подтвердилось. Таким образом, появилась руководящая мысль для поисков скоплений нефти и газа.

 

Если нефть и газ залегают в пористых породах, то надо бурением найти пористые породы.

Если нефть и газ всплывают в пористых породах над насыщающей их водой, следовательно надо искать такие места, где пористые породы наиболее приподняты.

Из геологических наблюдений было известно, что пласты горных пород образуют складки. Если мысленно разрезать какой либо участок земной коры и посмотреть на плоскость раз­реза, то будет видна сложная картина залегания слоев пород.

Такое изображение строения недр земли называется геологическим профильным разрезом.

Жирные черные линии обозначают места, где возникли разрывы, по которым произошло перемещение пород, смятых в складки.

Складки, обращенные выпуклостью кверху, именуются антиклинальными складками или антиклиналями. Противоположные им по характеру изгиба пластов складки, обращенные выпуклостью книзу, называются синклиналями. Линии, разделяющие разные наклоны слоев в антиклиналях и синклиналях, называются их шарнирами, а прилегающие к ним части складок называются крыльями.

Опыт буровых работ впервые же годы их применения пока­зал, что все известные к тому времени месторождения оказались связанными с антиклинальными складками. Залежи нефти были обнаружены бурением в сводах выпуклых изгибов хорошо проницаемых пород.

Так возникла «антиклинальная теория», положенная в основу поисковых работ на нефть. Выяснилось, что выпуклые складки — антиклинали в горных местностях занимают целые зоны, создавая видимость «нефтяных линий».

В разработке антиклинальной гипотезы большую роль сыграли работы нашего великого химика Д. И. Менделеева и труды русских геологов Г. О. Романовского, А. М. Коншина, И. Н. Стрижова, С. А. Ковалевского, Д. В. Голубятникова и других исследователей конца XIX и начала XX столетия.

Основные положения «антиклинальной теории» сводились к следующему: нефть, газ и вода насыщают пористые породы, являющиеся для них природными резервуарами. В природных резервуарах свободно происходят перемещение и разделение жидких и газообразных веществ. Углеводородные газы и жидкости попадают в природные резервуары либо путем выжимания их из прилегающих глин, либо по трещинам из подстилающих пород. Нефть и газ, будучи легче воды, всплывают при перемещении их с водой в природных резервуарах кверху. Наиболее приподнятыми оказываются пласты в сводовой части антиклинали. Нефть и газ устремляются к сводовым частям выпуклых складок. Попав в сводовую часть антиклинали, они оказываются в ловушке. Всплывать выше они не могут, так как этому препятствуют плотные непроницаемые породы, изогнутые в виде свода.

По мере развития буровых работ было обнаружено, что далеко не все залежи приурочены к сводам антиклинальных складок. Были высказаны серьезные сомнения в правильности «антиклинальной  теории». Один из известных русских геологов нефтяников К. П. Калицкий вообще утверждал, что частое совпадение залежей нефти и газа со сводами антиклинальных складок чисто случайное явление.

 

И. М. Губкин детально изучил строение и условия формирования одной из таких залежей, не укладывавшейся в рамки антиклинальной теории. Он установил весьма любопытные условия образования скоплений нефти в одной из залежей Майкопского района. В отдаленную геологическую эпоху здесь проходил берег моря. Суша имела наклон к северозападу. В море впадала река. Река прорыла себе русло в известковоглинистых породах суши. Русло реки заполнилось песчаноглинистыми отложениями. Пески в русле образовали ряд прерывистых изгибающихся полос — рукавов. В дальнейшем море расширилось, покрыло своими водами берег. Глинистые морские отложения перекрыли древний берег и речные осадки. К югу от этого района располагался гористый остров, превратившийся позже в Кавказский хребет.

Рост гор и подъем всей местности вызвал вновь отступление моря на северозапад; в то же время увеличился наклон пород в эту сторону.

Песчаные отложения древнего русла реки заключены в глинистой толще, содержащей массу органических веществ. Над ними накопилась, большая толща пород, под тяжестью которых происходило уплотнение глины. Заключенные в глинах жидкие и газообразные углеводороды выжимались в линзы и полосы песка. Попав в рукавообразные песчаники древней реки, нефть оказалась запертой со всех сторон плохо проницаемыми породами.

Еще в то время И. М. Губкин предсказал, что по мере продвижения скважин к месту расположения устья древней реки можно ожидать расширения песчаного рукава, который дол­жен дальше вдоль берега моря перейти в песчаные отложения пластовой формы.

 

Дальнейшая разведка этой нефтеносной площади, уже в советское время, показала, что действительно вдоль всего древ­него, погребенного под молодыми осадками, морского берега тянутся песчаные накопления, выклинивающиеся к берегу и увеличивающиеся в мощности вниз по наклону слоев. Вдоль линии выклинивания песчаных прослоев, имеющей причудливую волнистую, фестонообразную форму, бурением были обнаружены многочисленные залежи нефти, насыщенной газом. Каждый фестон песчаного пласта, обращенный выпуклостью вверх по наклону слоев, являлся ловушкой, в которой накапливалась нефть.

В данном случае, так же как и в случае антиклинальных изгибов, вода, оттеснив нефть и газ, вызвала их накопление в повышенной части пласта, вдоль линии выклинивания песков.

Изучение структурных форм изгибов слоев, благоприятных для возникновения в природных резервуарах ловушек, в которых и происходит образование залежей, позволило И. М. Губкину разработать подробную классификацию месторождений нефти.

Проведенными исследованиями было доказано, что в природных резервуарах, так же как и в сосудах, сделанных рука­ми человека, более легкие, чем вода, вещества — нефть и газ всегда всплывают над водой.

 

Поверхности разделов воды, нефти и газа в хорошо проницаемых коллекторах, составляющих резервуары, обычно горизонтальные. В слабо проницаемых коллекторах при слабом наклоне пластов поверхность водонефтяного раздела бывает иногда слабо наклонной, так как распределение подвижных веществ по их удельному весу нарушается проявлением таких свойств, как поверхностное натяжение, вязкость и т. п. Поверхность водонефтяного раздела для образования залежи должна замыкать нефть и газ в ловушке внутри природного резервуара. И. М. Губкин показал, что для образования ловушки в природном резервуаре совершенно не обязателен антиклинальный изгиб, важно только, чтобы структурный изгиб создавал условия, при котором вода могла бы запереть нефть, всплывающую кверху, внутри резервуара.

Таким образом были сформулированы основные положения структурной теории, пришедшей на смену антиклинальной гипотезе, ограничивавшей нефтегазонакопление одной только антиклинальной формой изгиба слоев.

В структурной теории одним из основных звеньев является учение о способности жидких и газообразных веществ перемещаться, или, как говорят геологи, мигрировать, в толщах горных пород и в отдельных пластах.

rengm.ru

условия образования скоплений нефти - это... Что такое условия образования скоплений нефти?

 условия образования скоплений нефти

Тематики

  • нефтегазовая промышленность

EN

  • oil-accumulation conditions

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • условия образования волн-спутников
  • условия образования трещин

Смотреть что такое "условия образования скоплений нефти" в других словарях:

  • фациальные условия образования скоплений нефти — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN facies conditions of oil occurrencefacies control of oil occurrence …   Справочник технического переводчика

  • Происхождение нефти — Нефть  результат литогенеза. Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно осадочных отложениях в бескислородных условиях.… …   Википедия

  • Нефтегеологическое районирование —         (a. oil geological zoning; н. erdolgeologische Rayonierung; ф. zonation petroleogeologique; и. division en regiones de geologia petrolera) последовательное деление крупного геол. объекта (напр., осадочной оболочки Земли, геол. регионов и… …   Геологическая энциклопедия

  • Нефть — I (горное масло, Petroleum; геолог.) представляет бесцветную, желтую, желто зеленую или буроватую жидкость различной консистенции. По степени густоты и по цвету различают иногда собственно нефть, горное масло и горный деготь. Первая представляет… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Нефть* — (горное масло, Petrole um; геолог.) представляет бесцветную, желтую, желто зеленую или буроватую жидкость различной консистенции. По степени густоты и по цвету различают иногда собственно нефть, горное масло и горный деготь. Первая представляет… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Нефтяная геология —         (a. oil geology; н. Erdolgeologie; ф. geologie du petrole, geologie petroliere; и. petrogeologia) раздел геологии, изучающий формы скоплений нефти и газа в недрах Земли, условия их возникновения, преобразования, разрушения и… …   Геологическая энциклопедия

  • Нефть —         Нефть (через тур. neft, от перс. нефт) горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространённая в осадочной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Образуется вместе с газообразными углеводородами (см.… …   Большая советская энциклопедия

  • Полезные ископаемые —         минеральное сырьё, природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. По физическому состоянию П. и. делятся на… …   Большая советская энциклопедия

  • Высоцкий, Игорь Владимирович — (21. 04.1912, Рязань) геолог нефтяник, заслуженный геолог РСФСР (1973), лауреат Государственной премии СССР (1949), доктор геолого минералогических наук (1966), профессор кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета… …   Большая биографическая энциклопедия

  • Геология — (от Гео… и …логия (См. ...Логия))         комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Большинство… …   Большая советская энциклопедия

technical_translator_dictionary.academic.ru

Образование - залежи - нефть

Образование - залежи - нефть

Cтраница 3

Следует иметь в виду, что латеральные изменения текстуры, минерального состава, а также фациальное выклинивание пород вверх по восстанию пластов нередко являются благоприятными факторами, так как могут создавать экраны для образования залежей нефти и газа.  [31]

Чтобы иметь представление об условиях залегания нефти и газа в недрах земли и вести их научный поиск и разработку, необходимо знать, каким образом возникли горные породы, слагающие земную кору, и какие существуют закономерности образования залежей нефти и скоплений газа.  [32]

Роль непроницаемых покрышек играют глинистые породы, отложения солей и некоторых других пород. Непременным условием образования залежей нефти или газа является наличие над коллектором покрышек.  [33]

Здесь, пишет он, наблюдается такая картина: формирование нефтяных и газовых залежей завершается при погружении предполагаемых материнских свит на сравнительно небольшие глубины, а когда эти глубины возрастают, процессы формирования залежей в тех же свитах уже не возобновляются [ 42, с. Следовательно, для образования залежей нефти, по-видимому, достаточны давление до 104 ат и температура около 25 С.  [34]

Наиболее яркими примерами образования залежей нефти в соответствии с такой моделью являются месторождение Боливар-Коастал в бассейне Маракайбо, а также ряд залежей, выявленных в Восточной Венесуэле.  [35]

Перное предположение об образовании залежей нефти из минеральных веществ было основано на опытах взаимодействия зеркального чугуна с соляной и серной кислотами. Смеси углеводородов образуются также при действии водных растворов хлоридов ( NHjCl, NaCl, MgClg и др.) на карбиды кальция или железа.  [36]

Имеется еще одна гипотеза образования залежей нефти.  [37]

Практически для отдельных геологических районов условия образования залежей нефти и газа существенно разнятся друг от друга. Но, однако, для всех них существуют определенные общие черты процесса формирования нефтяных и газовых скоплений. Согласно этой теории, формирование скоплений нефти и газа происходит главным образом в антиклинальных поднятиях и обусловливается ощутимой разницей удельных весов этих флюидов и воды.  [39]

Органическая гипотеза без затруднения объясняет условия образования залежей нефти, ограниченных стратиграфическими несогласиями. Эти залежи возникают за счет переформирования ранее возникающих залежей в период, непосредственно следующий за образованием стратиграфического несогласия.  [40]

Кудрявцева, с точки зрения органической гипотезы нельзя объяснить образование залежей нефти, ограниченных стратиграфическими несогласиями, а также факты периодического действия грязевых вулканов. Органическая гипотеза без затруднения объясняет условия образования залежей нефти, ограниченных стратиграфическими несогласиями. Эти залежи возникают за счет переформирования ранее возникающих залежей в период, непосредственно следующий за образованием стратиграфического несогласия.  [41]

Ко второй группе косвенных гидрохимических показателей относятся вещества, которые обычно сопутствуют залежам нефти, например хлориды кальция, бром. Эти вещества указывают на наличие благоприятных условий для образования залежей нефти.  [42]

Вопрос о происхождении и формировании залежей таких полезных ископаемых, как нефть и газ, освещаемый в книге, имеет, таким образом, не только теоретическое, но и исключительно большое практическое значение. Открытие месторождений немыслимо без отчетливого предста-пления об условиях образований залежей нефти и газа, без учета новейших достижений науки и техники.  [43]

В настоящее время у нас накоплен значительный материал по палео-структурному развитию структур Куйбышевского, Саратовского и Астраханского Поволжья и Предкавказья. Во всех этих районах проявляется очень четко выраженная связь образования залежей нефти со структурным развитием. Полученный материал позволяет судить об образовании залежей в девоне, карбоне, мезозое и в третичное время в разных районах, приуроченном к определенным тектоническим фазам, а также видеть фазы перестройки залежей и даже разрушения их.  [44]

В настоящее время у пас накоплен значительный материал по палео-структурному развитию структур Куйбышевского, Саратовского и Астраханского Поволжья и Предкавказья. Во всех этих районах проявляется очень четко выраженная связь образования залежей нефти со структурным развитием. Полученный материал позволяет судить об образовании залежей в девоне, карбоне, мезозое и в третичное время в разных районах, приуроченном к определенным тектоническим фазам, а также видеть фазы перестройки залежей и даже разрушения их.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru