Часть третья. Термодинамические условия в природном резервуарах

Пропуск стр. 365-366

Цитированная литература

Заключение

Пропуск стр. 343-362

Происхождение соляных куполов

Кепрок

Соляные штоки провинции Галф-Кост

Распространение соляных куполов

Часто наблюдаются сверхнормально высокие пластовые давления.

4. Обвалы глинистых пород в скважинах, происходящие из-за разбухания бентонитовых глин, присутствие газа в породах, сверхвысокие пластовые давления и крутые углы падения часто удорожают бурение.

5. Нефти имеют обычно высокую плотность, особенно в неглубоко-залегающих, выгодных для разработки горизонтах.

Наиболее важное обстоятельство, которое следует отметить в заключение, - это бесконечное разнообразие геологических условий, могущих в совокупности привести к образованию ловушки. Исследователь, работающий в области разведки нефти и газа, должен изучать по мере возможности каждую ловушку, чтобы выявить основные факторы ее образования. Он должен выяснить, какими должны были быть геологические условия, приведшие к формированию этой ловушки? В геологической литературе описаны сотни ловушек различных типов; их можно изучать также по структурным картам и профильным разрезам. Каждая из них образовалась в результате единственного в своем роде сочетания геологических условий. Опыт, полученный при изучении уже открытых и описанных ловушек, позволит исследователю правильно определить направление анализа и установить перспективность разведки предполагаемой ловушки, на которую должны быть затрачены время, деньги и труд людей.

На вопрос: «Как производить поиски нефти и газа?» - можно ответить просто и точно: «Найти ловушки, а затем вскрыть их буровыми скважинами». Но найти ловушку может только опытный и знающий геолог-нефтяник. После этого ему достаточно заложить необходимое количество скважин, и если ловушка находится в нефтегазоносном районе, можно быть уверенным в том, что будут открыты залежи нефти и газа. Вся трудность заключается в поисках самих ловушек, и она возрастает по мере того, как разведываются все более глубоко залегающие горизонты и все более усложняется геологическое строение региона. Легко доступные ловушки к настоящему времени уже разбурены. Остаются лишь ловушки, обнаружить которые нелегко, т.е. ловушки, для которых нет достаточного количества данных, а глубина их залегания велика, разведочные скважины, вскрывшие перспективный горизонт, удалены от изучаемого участка на значительное расстояние, геологическая история неясна или неизвестны гидродинамические условия.

Поиски нефти и газа в нефтегазоносном районе обычно проводятся в следующем хронологическом порядке: 1) бурение на структурные ловушки; 2) бурение на комбинированные ловушки и 3) бурение на стратиграфические ловушки. Структурные ловушки, положение которых в плане устанавливается более легко, разбуриваются в первую очередь, а полученная при этом информация используется для определения положения перспективных стратиграфических и гидродинамических ловушек, сочетающихся со структурой. Наконец, когда оставшиеся неразбуренными структурные ловушки малы по площади и плохо выражены на поверхности, основное внимание при разведке уделяется линзам песчаников, рифам, рукавообразным песчаным телам и другим типичным стратиграфическим ловушкам. Эти три стадии разведки переходят одна в другую. Разведка большей части Среднего Востока, например, находится все еще на первой стадии, Венесуэлы - по-видимому, в основном на второй, а региона Мид-Континента в США ‑ на третьей стадии.

До сих пор в книге рассматривались главным образом вопросы, связанные с природными резервуарами и особенно с ловушками. Мы видели, что встречаются ловушки различных типов, но тем не менее многие сочетания геологических условий, приводящие к образованию ловушек, все еще не изучены; по существу каждая новая залежь характеризуется новым сочетанием этих условий. В последующих главах также рассматриваются природные резервуары, но основное внимание уделяется иным, более общим факторам, которые необходимо изучать в целях успешных поисков ловушек. К ним относятся состояние флюидов в резервуарах, пластовые давление и температура и их меняющиеся соотношения при разработке залежи, современные взгляды на происхождение и миграцию углеводородов и их влияние на разведку. Будут также описаны методы сбора таких геологических данных, которые еще до открытия погребенной на большой глубине ловушки позволяют отчетливо представить себе существующие в ней условия.

1. Minor Н.Е., Нanna M.A., East Texas Oil Feeld, in Stratigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 600-640, 1941.

2. Geology of Salt Dome Oil Fields, A Symposium, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 797 p., 1926.

3. Symposium on Salt Domes, Journ. Inst. Petrol. Technol., 17, pp. 252-371, 1931. Gulf Coast Oil Fields, A Symposium, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 1070 p. 1936.

4. Vоitesti L.P., Geology of the Salt Domes in the Carpathian Region of Rumania. Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 9, pp. 1165. 1200, 1925.

5. Dupouy-Camet J., Triassic Diapiric Salt Structures, Southwestern Aquitaine Basin, France, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 37, pp. 2348-2388, 1953.

6. Harrison J.V., Salt Domes in Persia, Journ. Inst. Petrol. Technol., 17, pp. 303- 305, 1931.

7. Stille H., The Upthrust of the Salt Masses of Germany, in Geology of Salt Dome Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 142-166, 1926. Coomber S.E., Germany, in The Science Petroleum, Oxford Univ. Press, London and New York, 1, pp. 184-188, 1938.

8. British Intelligence Objectives Sub-Committee (BIOS), Oil Field Investigations, German Oil Industry, Part III, Sec. 2, 1939-1945. (Множество карт и описаний нефтяных месторождений.)

9. Reeves F., Status of German Oil Fields, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 30, pp. 1546-1584, 1946.

10.Sanders С.W., Emba Salt-Dome Region, USSR, and Some Comparisons with Other Salt-Dome Regions, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 23, pp. 492-516, 1939. Буялов Н.И., Эмбенская нефтеносная область, XVII Межд. геол. конгресс, 4, стр. 181-199, М., 1937.

11.Harrison Th.S., Colorado-Utah Salt Domes, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol.. 11, pp. 111-133, 1927.

12.Prommel H. W. C, Crura H. E., Salt Domes of Permian and Pennsylvanian Age in Southeastern Utah and Their Influence on Oil Accumulation, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 11, pp. 373-393, 1927.

13.Baker A.A., Dane С.E., Reesicle J.R., Jr., Paradox Formation of Eastern Utah and Western Colorado, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 17, pp. 963-980, 1933.

14. Pоwers S., Interior Salt Domes of Texas, in Geology of Salt Dome Oil Fields. Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 209-268, 1926.

15.Spooner W.C, Interior Salt Domes of Louisiana, in Geology of Salt Dome Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., pp. 269-344, 1926.

16.Harrisоn J.V., op. cit. (note 5), pp. 300-320.

17.Lees G.M., Salt, Some Depositional and Deformational Problems, Journ. Inst. Petrol. Technol., 17, pp. 259-280, 1931.

18.Wade A., Intrusive Salt Bodies in Coastal Asir, Southwestern Arabia, Journ. Inst. Petrol. Technol., 17, pp. 321-330, 1931.

19.Hоbsоn G.D., Salt Structures: Their Form, Origin, and Relationship to Oil Accumulation, in The Science of Petroleum, Oxford Univ. Press, London and New York. 1, pp. 255-260, 1938.

20.Eard1eу A.J., Petroleum Geology of Aquitaine Basin, France, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 30, pp. 1517-1545, 1946.

21.Dupouy-Camet J., op. cit. (note 4).

22.Tау1ог R.E., Water-insoluble Residues in Rock Salt of Louisiana Salt Pluss. Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 21, pp. 1268-1310, 1937.

23.Hea1d К.С. Sandstone Inclusion in Salt in Mine on Avery's Island, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 8, pp. 674-676, 1924.

В истории любой газовой или нефтяной залежи следует различать статический и динамический периоды. До сих пор мы рассматривали только статические элементы: породы-коллекторы, пластовые флюиды, а также ловушки, вмещающие нефтяные залежи. Эти элементы оставались неизменными в течение длительного времени, тогда как внутри самих природных резервуаров и насыщающих их флюидов происходили медленные изменения в результате движений земной коры, вулканической деятельности, увеличения или уменьшения нагрузки вышележащих пород и изменений в характере и направлении движения пластовых вод. После открытия залежи, когда начинается извлечение флюидов, их равновесие в пласте нарушается, и залежь вступает в динамический период с характерными для него резкими изменениями пластовых условий. Итак, различия между динамическим и статическим состояниями залежи проявляются главным образом в степени стабилизации пластовых флюидов. Изменения их в статический период настолько медленны, что практически незаметны и могут быть обнаружены только при специальном изучении условий, существовавших в природном резервуаре, и изменений, происшедших уже в течение динамического периода.

Наши представления о характере процессов, происходящих в природных резервуарах при извлечении насыщающих их флюидов, основаны на многочисленных работах инженеров-нефтяников. Эксплуатационники заинтересованы в получении максимально возможного количества нефти и газа из залежи при минимальной стоимости работ. Для этого целесообразно изучение характера движения нефти и газа в каком-либо типичном для данного района природном резервуаре, который, с точки зрения геолога-нефтяника, можно рассматривать как эталонный, а залежь считать «лабораторией» для крупного бассейна или провинции. Правильное понимание процессов, происходящих в природных резервуарах при перемещении в них нефти и газа, поможет нам понять и основные закономерности аккумуляции нефти и газа в залежи, а следовательно, будет способствовать открытию новых залежей.

Две последующие главы посвящены динамическим явлениям, связанным с извлечением флюидов из пластов: изменениям температуры и давления, градиентам потенциала флюида, соотношениям флюидов в пластовых условиях, или пластовой механике.