Возможность эмиграции углеводородов в водорастворенном состоянии

Лекция №19

24.11.11

Миграция углеводородов в земной коре. Формирование и разрушение их скоплений.

Лекция №18

21.11.11

Различают 2 вида миграций:

1) Первичную (перемещение нефти и газа в пласт-коллектор)

2) Вторичную (перемещение нефти и газа по пласту - коллектору)

Различают 2 вида вторичной миграции:

-латеральная (внутри резервуарная)

- вертикальная (меж резервуарная)

Миграция идет по всей площади пласта. Миграция может быть в свободном состоянии, когда в пласт-коллектор попадают углеводороды нефти, газа (все находится в свободном состоянии) и может быть в растворенном состоянии: а) когда нефть растворена в газе, б) когда нефть и газ растворены в воде

Таким образом, мы можем сделать однозначный вывод, что первичная миграция в газорастворенном состоянии вполне реальна, вместе с тем почти 10% от объема образовавшейся микронефти может мигрировать в пласт-коллектор в газорастворенном состоянии.

В результате уплотнения осадков до начала интенсивной генерации нефти и газа отложения теряют около 80% свободной воды. Только в 60-80 годах прошлого века с развитием новых аналитических методов появились результаты исследований, которые не только возродили эту гипотезу, но и стали общепризнанным фактом. Известно, что практически все горные породы насыщены водой, было установлено, что вода в породах может быть свободной, то есть заполнять поры и трещины, и может быть сорбированной, то есть находится в сорбированном состоянии на поверхности минеральных частиц. Эту воду назвали сорбированной. Свободная вода ни коим образом не соприкасается с поверхностью минеральных частиц, защищенная от этого слоем связанной воды. Эта свободная вода, ее движение подчиняется законам фильтрации. Подтвердилось, что 80% свободной воды покидает породу в результате диагенеза и начальной стадии катогенеза, в результате уплотнения пород. Выяснилось, что важнейшими породообразующими минералами глинистых отложений являются минералы группы смектита и илита. В группе смектита важнейшим компонентом является монтмориллонит. Этот монтмориллонит обладает большой площадью активной поверхностью (800 м2/ 1 г породы). Кроме этого монтмориллонит содержит до 50% SiO2, до 20% Al2O3 и до 20% H2O. Таким образом в составе монтмориллонита порядка 20% - это связанная вода. А вот илит обладает совсем иными свойствами. Связанная вода в нем отсутствует. Активная поверхность илита в 10 раз меньше, чем у монтмориллонита (90 м2/ 1 г породы). При высоких температурах и давлении монтмориллонит преобразуется в илит. В этом процессе освобождается огромное количество связанной воды, которая раньше находилась в сорбированном состоянии. В тот самый момент, когда свободная вода необходимая для эмиграции углеводородов отсутствует, в большом объеме появляется связанная вода, обладающая уникальными свойствами.

При повышении температуры происходит все более интенсивная десорбция воды.

Свободная вода более минерализованная (содержит большое количество солей) и тем самым в ней меньше растворяются углеводороды. По мере того как слои переходят в свободное состояние минерализация воды уменьшается и тем самым растет растворимость. Появляется слабоминерализованная вода. Этой воды оказывается более, чем достаточно, для того чтобы при повышении температуры все большее количество углеводородов растворялось. В нефтематеринской породе создается аномально высокое давление. Химически связанная вода способствует десорбции при более высоких температурах (300 - 350⁰). Самая агрессивная химически связанная вода подверженная десорбции, она растворяет даже кальцид.

Свойства физически и химически связанной воды изменяются по мере приближения минеральной частицы. Наиболее химически агрессивной является химически связанная вода. При ее десорбции приобретает способность растворять не только жидкие углеводороды, но и кварц, например. Но такая вода появляется при температуре 250-300⁰. Таким образом, определяющую роль играет физически связанная вода, которой насчитывается вокруг минеральных частиц до 40 молекулярных слоев. Если говорить об объемах поступающей десорбционной воды, то был сделан вывод, что объем воды образовавшейся в результате дегидратации глин в Майкопской зоне Предкавказья равен объему воды в Каспийском море. Холодов, изучавший процессы дегидратации воды в Майкопских глинах Предкавказья. Он взял объем этих глин и установил, что объем воды, который получился в результате дегидратации глин равен объему воды в Каспийском море.