Выжимание капли нефти из материнской породы

Важную роль в процессах миграции воды и нефти имеют гидрофильные и (или) гидрофобные свойства играют горных пород. Т.е. явления смачивания и прилипания жидкостей к поверхности частиц.

Образования осадочных пород проходит в водной среде. Коллектор всегда содержит какое то количество воды, которая не допускает контакта мигрирующей или образующейся нефти с частицами породы.

В гидрофильных породах нефть занимает крупные промежутки среди воды и емкость коллектора сильно зависит от капиллярных сил воды и нефти. Поскольку мелкие капилляры в коллекторе занимает еще седиментационная вода, которая препятствует движению нефти в узкие каналы.

В гидрофобной породе (угли, породы с включениями парафина, воска, битумов) вода не смачивает поверхность ее частиц и стремится переместиться в более широкую часть пор. Нефть занимает узкие поры, вытесняя из них воду, обволакивая частицы породы. Миграция ее сильно затруднена или может происходить только в результате сжатия породы.

Благоприятные условия для миграции нефти создаются при высоком нефте-насыщении и повышенных температурах порядка 100 - 150°. Вода более подвижна, по сравнению с нефтью, двигается и по узким, и по широким каналам, и активнее уходит в более благоприятные для нее зоны коллектора. Место воды занимает нефть и выделившийся из нее газ.

Первичная миграция, может идти в любом направлении - вбок, вверх, вниз.

  Первичная миграция начинается еще в диагенезе: по мере уплотнения осадка из него отжимается седиментационная вода вместе с заключенным в ней органическим веществом, находящимся в состоянии коллоидных и мицеллярных растворов. В истинный раствор легко переходит метан. Большая часть седиментационной воды уходит вверх, в покрывающий осадок водоем.

Общеприняты следующие стадии уплотнения и отжатия флюидов из осадка и породы:

1) свободное уплотнение при погружении до 250 м;

2) затрудненноё уплотнение - до 600 м;

3) сильно - затрудненное уплотнение - до 3250 м.

Главным фактором уплотнения является геостатическая нагрузка, т.е. давление веса вышележащих слоев.

Мощность глин при снижении пористости от 80 до 20% уменьшается на 1/4. Это происходит за счет вытеснения из пор иловой воды. В кровле и подошве глинистой пачки залегают пески. Следовательно, воды из глин должны переместиться в песчаные пласты, испытывающие меньшее уплотнение. Далее по пескам воды будут двигаться вверх - в сторону меньшей геостатической нагрузки.

Схема первичной и вторичноймиграции (по А.А. Бакирову): 1 – первичная, 2 – вторичная, 3 – коллектор, 4 - нефтегазоматеринские породы

Седиментационная вода не только движется через пески, но взаимодействует с ними: растворяет кремнезем, осаждает его в пустотах, образует зерна вторичного кварца, доломита, кальцита и других цементирующих веществ. В результате пористость песков уменьшается. Ниже 2,5-3 км движение вод затруднено, что нередко приводит к возникновению аномально высоких пластовых давлений (АВПД).

Вторичной миграцией называется движение углеводородов по проницаемым толщам и пластам в сторону ловушек.

Основными причинами вторичной миграции являются:

· гравитационные силы всплывания (архимедова сила) более легкой нефти в воде;

· капиллярные силы гидродинамический, геохимический (разная минерализация подземных вод);

· геотермический, (разница температур;

· напоры воды и геодинамический переток (в осадочном бассейне по эти силы объединяются).

Смена первичной миграции вторичной происходит последовательно и практически непрерывно; в процессе погружения осадочных толщ и прохождения ими через зоны генерации осуществляется последовательное отщепление все новых и новых «порций» углеводородов и их движение через эти толщи.

Углеводороды, выделяющиеся из материнских пород в коллектор, объединяются в струйки, (гипотеза струйной миграции нефти В.П. Савченко) которые, сливаясь в потоки, движущиеся по своим каналам.

Направление вторичной миграции преимущественно по восстанию проницаемых пластов и пачек (горизонтальная миграция, латеральная). Переход из одной проницаемой толщи в другую осуществляется по разломам, зонам трещиноватости, поверхностям литологического наслоения и стратиграфическим несогласиям (вертикальная миграция).

Направления миграции УВ (по О.К. Баженовой и др.):