Залежи нефти и газа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Залежи нефти и газа

Вопрос о том, в каких породах залегает нефть и газ в природе, решили довольно быстро. Значительно позже были выявлены условия, необходимые для образования залежей нефти или газа.

Наиболее правильно понятие о залежи нефти и газа было определено Д.И. Менделеевым: «Представим себе, -- писал Д.И. Менделеев, -- слой песчаника, подобный губке, напитанной водой, вообразим, что такая губка окружена непроницаемыми стенками, и представим себе затем, что в этом замкнутом пространстве имеются возвышения и углубления. Далее вообразим, что в этом замкнутом слое находятся нефть и сжатый газ. Газ должен скопляться в верхних частях такого пространства, нефть ниже, а еще ниже вода».

Таким образом, Д.И. Менделеев считал, что в пласте должно быть замкнутое водой пространство -- ловушка, в которой могли бы скопиться нефть и газ. В ловушке вода, нефть и газ должны размещаться так же, как в стакане или бутылке. Самая тяжелая -- вода ограничивает скопление нефти снизу. Нефть легче воды, она всплывает над водой. Газ как самый легкий размещается в самой приподнятой части ловушки.

Какие же ловушки для нефти и газа могут образоваться в природе? Мы знаем, что пласты пород залегают неровно. Они смяты в складки, образуют выпуклости и впадины. Представим себе проницаемый пласт, насыщенный водой, сильно изогнутый в виде свода и обращенный выпуклостью кверху. Если сверху и снизу пласт ограничен плохо проницаемыми породами, то нефть и газ, всплывая над водой, попадут в выпуклый сводовый изгиб и окажутся в ловушке, запертыми со всех сторон. Всплыть еще выше нефть и газ не могут, так как этому мешают плохо проницаемые породы, покрывающие проницаемый пласт сверху. Вниз по проницаемому пласту они также не могут двигаться, так как они легче воды, заполняющей весь пласт под ними. Так происходит образование сводовой залежи нефти или газа. Залежь может образоваться и другим путем.

Так, если нефть и газ, двигаясь вверх по хорошо проницаемому пласту, встретят препятствие -- экран, то они будут скапливаться вдоль этого экрана. Залежь образуется в тех случаях, когда вода подпирает газ и нефть к экрану -- не дает им возможности уйти куда-либо в сторону, вдоль экрана. Как же происходит образование таких экранированных залежей в природе? Обязательно ли надо для образования ловушки, чтобы проницаемый пласт был изогнут в виде свода? Вовсе нет. Очень часто хорошо проницаемый пласт в своей верхней части становится все тоньше и тоньше и сходит, наконец, на нет. Его верхняя часть становится похожей на клин, обращенный острием кверху. Пласт, как говорят геологи, выклинивается вверх по его наклону. В выклинивающихся проницаемых пластах образуются очень хорошие ловушки, называемые литологически (литое -- порода) экранированными. Бывает и так, что пласт вместе с толщей заключающих его пород оторван и перемещен силами, вызывающими изгибание слоев, слагающих земную кору. Если по месту разрыва проницаемый пласт будет приведен в соприкосновение с плохо проницаемыми породами, покрывающими сверху место среза, то опять могут образоваться ловушки, называемые тектонически экранированными.

Пласты могут быть срезаны не только разрывом. Выведенные на поверхность земли пласты срезаются силами, действующими на поверхности земли. Ветер, вода стремятся, как мы говорили выше, выровнять, земную поверхность, срезая при этом изгибы пластов. Если этот участок земной поверхности окажется погруженным вновь ниже уровня моря, сверху отлажатся несогласно с подстилающими слоями новые отложения. Если проницаемые пласты окажутся покрытыми сверху глинами, эти глины будут служить экраном для нефти и газа, всплывающих над водой, насыщающей пласты. При этом опять могут возникнуть залежи нефти и газа, называемые стратиграфически экранированными. Таким образом, в пластовых природных резервуарах возникают сводовые и различные по типу экранированные залежи нефти и газа.

Месторождение нефти и газа -- скопление углеводородов (нефти, газа и газоконденсата) в одной или нескольких залежах, связанных территориально, общностью геологического строения и нефтегазоностности. Под территориальной связаностью нескольких залежей понимается общность их внешнего контура, то есть полное или частичное перекрытие их контуров в проекции на земную поверхность. Площадь месторождений нефти и газа обычно составляет первые десятки сотен кмІ, известны и гигантские по площади месторождения, площадь которых более 1000 кмІ. Для добычи используются нефтяные и газовые скважины. Газоносный горизонт обычно располагается выше нефтяного.

Классификация месторождений нефти и газа

По величине извлекаемых запасов:

уникальные -- более 300 млн т нефти или 500 млрд мі газа;

крупные -- от 30 до 300 млн т нефти или от 30 до 500 млрд мі газа;

средние -- от 3 до 30 млн т нефти или от 3 до 30 млрд мі газа;

мелкие -- от 1 до 3 млн т нефти или от 1 до 3 млрд мі газа;

очень мелкие -- менее 1 млн т нефти, менее 1 млрд мі газа

По фазовому соотношению нефти и газа:

нефтяные, содержащие только нефть, насыщенную в различной степени газом;

газонефтяные, в которых основная часть залежи нефтяная, а газовая шапка не превышает по объему условного топлива нефтяную часть залежи;

нефтегазовые, к которым относятся газовые залежи с нефтяной оторочкой, в которой нефтяная часть составляет по объему условного топлива менее 50 %;

газовые, содержащие только газ;

газоконденсатные, содержащие газ с конденсатом;

нефтегазоконденсатные, содержащие нефть, газ и конденсат.

По количеству залежей выделяют однозалежные и многозалежные месторождения. Гигантское месторождение Боливар в Венесуэле содержит 325 залежей.

По генетическому положению выделяют месторождения платформ и месторождения складчатых областей. Платформенные месторождения содержат 96 % запасов нефти и 99 % газа. Именно на платформах во всем мире сосредоточено большинство гигантских месторождений: на Восточно-Европейской, Западно-Сибирской, Северо-Американской, Аравийской, Африканской платформах месторождения содержат основные запасы и дают почти всю добычу нефти и газа в мире.

Нефтеносные породы и скопления нефти

Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники, конгломераты,доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторы могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами.

Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора и поэтому в зависимости от характера пористости и степени цементации породы (гетерогенности залежи) обнаруживается различная степень насыщенности нефтью отдельных её участков в пределах самой залежи. Иногда этой причиной обусловливается наличие непродуктивных участков залежи. Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи нефти вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород (песков) и стенки пор. В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ (т.н. «газовая шапка»). Дебит скважин, помимо физических свойств коллектора, его мощности и насыщения, определяется давлением растворённого в нефти газа и краевых вод. При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры (см. Нефтеотдача и Нефтедобыча). Для более полного извлечения нефти применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения (законтурного, внутриконтурного, очагового) . Нефть в залежи находится под давлением (упругого расширения и/или краевой воды и/или газа, как расстворенного так и газовой шапки) вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами нефти). Весьма продолжительное время (со 2-й половины XIX в.) геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, и только в 1911 И.М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название «рукавообразной». Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США. Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и в США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей нефти как в России, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи нефти и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений нефти...

Нефть находится в недрах в виде скоплений различного объёма от нескольких м3 до нескольких десятков млрд. м3. Практический интерес имеют залежи нефти, представляющие её скопления с массой от 100 тыс. т и больше, находящиеся в проницаемых породах-коллекторах.

залеж месторождение нефть газ коллектор

Различного типа залежи нефти в гидравлически незамкнутых (1--3) и замкнутых (4--6) ловушках: 1 -- пластовые сводовые нефтяные и газонефтяные залежи; 2 -- массивная сводовая газонефтяная залежь; 3 -- нефтяная залежь в выступе палеорельефа, первичного (напр., рифа) или вторичного (эрозионного); 4 -- нефтяная залежь, экранированная стратиграфическим несогласием; 5 -- нефтяная залежь в ловушке первичного (фациального, литологического) выклинивания коллектора; 6 -- тектонически экранированная залежь нефти; а -- нефть; б -- газ; в -- вода.

Различают 3 основных типа коллекторов:

поровые -- межгранулярные (главным образом песчаные и алевритовые породы),

кавернозные (например, карстово-кавернозные, рифогенные и др. известняки)

трещинные (карбонатные, кремнистые и др. трещиноватые породы).

Залежь обычно располагается под слабопроницаемыми породами, слагающими покрышку (флюидоупор). Каждая залежь нефти находится в ловушке, задержавшей мигрировавшие нефти и газ и сохранявшей их в течение длительного времени. Можно выделить 3 основных типа ловушек: замкнутые, полузамкнутые и незамкнутые. Первые 2 типа связаны с первичным выклиниванием (стратиграфическое несогласие, тектоническое экранирование) коллекторов и поэтому именуются ловушками выклинивания. Незамкнутые ловушки являются гидравлическими -- в них газ и нефть удерживаются в сводовой части антиклинального перегиба слоёв (весьма распространённый тип залежей нефти) или выступа подземного рельефа (например, захороненного рифа). Наиболее приподнятую часть ловушки иногда занимает газ («газовая шапка»); в этом случае залежь называется газонефтяной; под нефтью располагается вода. Нефть залегает на разных глубинах, вплоть до 6--7 км, однако на глубине 4,5--5 км нефтяные залежи всё чаще сменяются газовыми и газоконденсатными. Максимальное изученное число залежей нефти располагается в интервале 0,5--3 км, а наибольшие запасы из известных сосредоточены в пределах 0,8--2,4 км.

Размещено на Allbest.ru