2014-02-02
1089
Лекция №20
28.11.11
Вторичная миграция нефти и газа.
Возможности первичной эмиграции микронефти в обособленной жидкой фазе, то есть в свободном состоянии.
Такая миграция возможна. При высоких концентрациях органического вещества в нефтематеринской породе обогащенных липидными компонентами до 5% и более, в этом случае стенки поровых каналов смочены не водой, а микронефтью, в связи с этим поверхностное натяжение, возникающее на границе двух сред (воды и нефти) полностью исчезает и образующиеся углеводороды могут беспрепятственно передвигаться по матрице керогена, как керосин по фитилю в керосиновой лампе. Такое передвижение в литературе назвали «принципом фителя». Однако этот вид первичной миграции возможен только в том случае, если органическое вещество в материнских породах содержится достаточно в высоких концентрациях. Эта концентрация должна быть не менее 3 и до 20%. Диффузия – особенно значительна, если это газообразные углеводороды.
Это перемещение углеводородов в пласте – коллекторе. Каким же образом микронефть, проникая в коллектор, образует сплошную массу нефти? Если вода, находящаяся в коллекторе, заключена в поры коллектора и она неподвижна, то единственной силой перемещения нефти и газа будет их плавучесть. Но чаще всего пласт – коллектор не залегает горизонтально, а имеет определенный наклон. Этот наклон как бы подстегивает и перемещение интенсивно увеличивается. Если же вода движется, то добавляется еще гидродинамический фактор. Вторичная миграция начинается тогда, когда наблюдается огромная галогенная масса, то есть вторичная миграция имеет разный вид: 1) миграция в свободном состоянии и 2) миграция в растворенном состоянии.
1. Тектогенез. Для того, чтобы вообще осуществлялась миграция должен происходить перепад давления. Наклон – создает перепад давления. Могут происходить пликативные (изгибы пластов), дизъюнктивные (разрывы пластов) изменения.
2. Давление. Геостатическое и динамическое, которые создаются тектоническими процессами. Геостатическое давление – это давление всего лежащего над точкой – создание большого напряжения в жидкостях или газах.
3. Капиллярные силы – так как вода лучше, чем нефть смачивает породы, сила поверхностного натяжения между породой и водой будет больше, чем между породой и нефтью. В связи с этим легко поднимаясь по капиллярам, вода может вытеснять нефть из пор. Но эти капиллярные силы при региональной миграции играют малую роль.
4. Всплывание нефти и газа в пласте-коллекторе. Из-за различной пластичности нефти и воды всплывание происходит по микро и макротрещинам и порам.
5. Изменение объема пор породы. Поры могут меняться из-за процессов цементации, перекристаллизации минералов и т.д.
6. Упругие силы расширения (напряжения флюидов). Жидкости и прежде всего вода могут незначительно, но сжиматься. Когда большие объемы воды в резервуаре, то даже незначительное снижение в нем давления вызывает значительное увеличение объема жидкости, что естественно будет сопровождаться ее миграцией.
7. Упругие силы расширения пород. Хотя коэффициент расширения пород еще ниже, чем воды, но при больших объемах пласта его упругие силы смогут оказать существенное влияние на миграцию жидкости в этом пласте.
8. Фильтрация происходит согласно законам Дарси в значительной степени: скорость одномерного движения жидкости прямо пропорциональна проницаемости пород через которые происходит фильтрация и перепаду давления и обратно пропорциональна вязкости.
9. Диффузия – стремление вещества выровнять свои концентрации. Диффузия по закону Фипа, согласно которому количество газа за время ∆t через поперечное сечение S, через которую происходит диффузия пропорциональная градиенту концентрации и толщине слоя.
10. Гравитация – сила тяжести. Если в результате миграции нефть и газ попадают в коллектор, формируя залежь, то газ будет выше нефти, даже если они будут иметь однофазный состав, то более легкие будут стремиться занять верхние части, а более тяжелые – нижние.
11. Гидравлический фактор – движение пластовых вод.
12. Энергия самого газа. Если нефть насыщена хорошо газом, то это фонтанирующие скважины.
