Тема 1. 3. Природные резервуары и ловушки нефти и газа

Природныерезервуары (ПР), существование которых обусловлено соотношением коллектора с непроницаемыми породами, характеризуются: типом коллектора, емкостью, гидродинамическими особенностями, пластовой энергией, формой и условиями залегания. Различают четыре типа природных резервуаров: пластовый, массивный, пластово-массивный и литологически-ограниченный. В природных резервуарах на участках, где нет ловушек для нефти и газа, УВ находятся в рассеянном состоянии и как правило, в движении. Принципиальные схемы природных резервуаров показаны на рисунке 2. Пластовый ПР, имеющий сравнительно небольшую толщину, распространяется на значительные расстояния (сотни и тысячи м),ограничиваясь сверху и снизу непроницаемыми слоями. Движение флюидов в таком резервуаре происходит в боковом направлении. При этом движение будет направлено из областей наибольшего напора (наибольшей глубины) к области наименьшего напора воды (наименьшей глубины).

Массивный ПР представляет собой мощную толщу проницаемых пород, чаще всего карбонатных, перекрытую сверху и с боков непроницаемыми (плохо проницаемыми) породами. В целом эта мощная толща может достигать сотен и тысячи метров. Движение УВ в таком ПР происходит в вертикальном направлении.

Рисунок 2. Типы природных резервуаров нефти и газа.

Пластово-массивный ПР представляетсобой комбинацию пластового и массивного резервуаров. К нему относятся толщи переслаивающихся коллекторов с пластами и пропластками плохо проницаемых пород. Но вследствие наличия ослабленных участков в этой толще, например, за счет трещиноватости пород, вся толща представляет собой единую гидродинамическую систему (пласты- коллекторы и неколлекторы как бы связаны между собой). В таком резервуаре движение УВ происходит как в боковом направлении по коллекторам, так и в вертикальном направлении по трещинам и другим ослабленным зонам вверх.

Литологически-ограниченный ПР представляет собой коллектор, окруженный со всех сторон непроницаемыми породами, как правило, имеющими небольшое распространение (типа линзы). Движение флюидов в таком резервуаре ограничено малыми размерами самого резервуара.

Емкость резервуаров определяется их размерами и пористостью коллектора. Первые три типа ПР могут иметь огромные размеры и высокую емкость, что и определяет в них значительных скоплений УВ, если имеются благоприятные ловушки для нефти и газа.

Ловушка нефти и газа -застойная зона природного резервуара, где устанавливается равновесие между нефтью, газом и водой, т.е., где они уже не могут двигаться. Ловушки характеризуются типами резервуара и коллектора, условиями образования (генезиса), формой, емкостью. Для литологически ограниченных резервуаров параметры резервуара и ловушки могут совпадать, когда весь резервуар представлен одной ловушкой. Ловушки являются накопителями (аккумуляторами) нефти и газа. УВ могли поступать в ловушки в течение длительного геологического времени. В отличии от природных резервуаров, где происходит движение УВ в воде или в свободном состоянии при малом их содержании в единице объема пласта, учитывая большую протяженность пластов, в ловушке формируется скопление УВ, концентрация которого в объеме пласта становится очень высокой.

По генезису ловушки делятся на: структурные, литологические, стратиграфические, рифогенные и смешанные, например, литолого-стратиграфические, структурно-литологические и др.

Принципиальные схемы основных типов ловушек (в разрезе) показаны на рис.3.

Структурные ловушки, чаще всего, Связаны с антиклинальными изгибами пластов, либо с тектоническим экранированием, а также образуются при сочетании указанных факторов (антиклинали и купола, нарушенные разломами в разной степени) Структурные ловушки обязаны своим происхождением тектоническим движениям земной коры (силам тектонического сжатия и дизъюнктивным дислокациям- тектоническим нарушениям, разбивающим толщи на отдельные блоки).

Литологические ловушки образуются за счет изменения состава пород (литологического фактора). Наиболее распространены ловушки, связанные с выклиниванием пластов-коллекторов вверх по восстанию или с замещением коллекторов (внутри пласта) непроницаемыми слоями (например, глинами) также по восстанию пласта.

Рисунок 3. Ловушки нефти и газа.

Кроме того,встречаются литологически- ограниченные ловушки, когда в толще глин имеются линзы и гнезда песчаников, относящихся, например, к песчаным образованиям палеорек (древних рек).

Стратиграфические ловушки, чаще всего, связаны с поверхностями стратиграфических несогласий, под которыми могут находиться антиклинали и моноклинали, сложенные разными породами, включая коллекторы. На антклинали под несогласием может возникнуть ловушка для нефти газа в том случае, если перекрывающие поверхность несогласия относительно молодые слои будут представлены непроницаемыми породами. В таком случае на антиклинали может появиться залежь УВ, при этом головная часть складки окажется срезанной эрозией.

В случае возникновения ловушки под несогласием на моноклинали необходимо, чтобы при соединении пласт коллектора и экрана была волнистость, т.е.,изгибы либо того, либо другого, для образования в плане замкнутого контура. В противном случае, УВ, скопившееся под несогласованно залегающей толщей в условиях отсутствия ловушки будут растекаться по большой территории и не образуют скопление.

Рифогенные ловушки связаны с погребенными рифовыми телами различного размера и формы. К ним относятся многочисленные рифогенные и биогемные массивы, барьерные рифы, пинаклы (одиночные мелкие рифы) и др. возникшие в прошлые геологические эпохи за счет морских рифостроящих организмов. Указанные постройки как и в современных условиях, возникают, как правило, на границе глубоководной и шельфовой части моря и развиваются при жарком климате. Погребенные рифогенные сооружения, нередко, достигающие сотен и тысяч метров по высоте, могут стать ловушкой для нефти и газа при условии перекрытия их непроницаемыми слоями, например, соленосными отложениями, образовавшимися в лагунных условиях.

Ловушки смешанного типа образованы в результате сочетания не менее двух факторов, например, литолого-стратиграфическая ловушка, связанная с выклиниванием пласта коллектора под несогласно залегающей толщей, при этом, перекрывается поверхность несогласия практически непроницаемыми породами.