Природные резервуары, ловушки, залежи и месторождения нефти и газа

Вместилищем для воды, нефти или газа в недрах земной коры служат породы — коллекторы, окруженные полностью или частично плохо проницаемыми породами. Такие коллекторы называют природными резервуарами.

Коллекторы — горные породы, которые могут вмещать и отдавать жидкости и газы, т.е. породы характеризующиеся пористостью и проницаемостью. Проницаемые породы и служат резервуарами, где происходит накопление и движение нефти и газа.

Если все осадочные породы состояли бы из коллекторов, то нефть и газ не могли бы скопиться в залежь. Они бы поднимались вверх, всплывая. Следовательно, необходимое условие образования залежи — присутствие в толще пород пласта или пластов, непроницаемых для нефти и газа, пород—экранов, способных задерживать вертикальное движение жидкости и газа к поверхности земли. Такие практически непроницаемые породы получили название покрышек. Обычно ими бывают глины, каменная соль, гипсы, а иногда известняки и мергели, не нарушенные трещинами.

Другое необходимое условие образования залежи нефти и газа — наличие ловушки, т.е. пласта особой формы, попав в который нефть и газ оказываются как бы в тупике. Ловушки делятся на структурные и неструктурные. По типу ловушки обычно классифицируются на самогические, рифогенного типа и смешанные.

Нефтегазовым коллектором называется горная порода, обладающая физическими (структурными) свойствами, позволяющими аккумулировать в ней жидкие и газообразные углеводороды, а также фильтровать, отдавать их при наличии перепада давлений.

Поровый коллектор (гранулярный) — коллектор в котором движение пластового флюида преимущественно происходит по поровым (капиллярным) каналам. Песчаники, пески и др. такого же типа — гранулярные коллекторы. Породы нефтяных и газовых скважин в основном имеют капиллярные каналы. Непроницаемые перекрытия нефтяных и газовых пластов, обычно состоящие из глинистых пород, имеют субкапиллярные поры и каналы, движение в них жидкости не происходит или достаточно ограничено.

Трещиноватый коллектор — коллектор, вмещающий жидкость, газ в трещинах. Это карбонатные породы. Они не редко малопористые и непроницаемы для нефти, но иссечены микро- и макротрещинами. Размер трещин от 0,01-0,15 до 10-20 м. В природе чаще всего нефть и газ содержаться в смешанных (порово-трещиноватых) коллекторах

На эффективность разработки нефтяных месторождений и степень извлечения нефти из пластов самое большое влияние оказывает макронеоднородность пластов, нефтенасыщенность коллектора, условия залегания и вязкость нефти, микронеоднородность, вещественный состав и смачиваемость пористой среды.

Породы — коллекторы терригенного типа состоят из зерен минералов и обломков пород разных размеров, сцементированных цементами различного типа. Это сцементированные песчаники, алевролиты и смеси их с глинами и аргиллитами. Для характеристики терригенных коллекторов значение имеет их минералогический и гранулометрический составы. По минеральному составу терригенные коллекторы делятся на:

• Кварцевые: Образуются в природе при условиях, когда в процессе осадконакопления превалирующее значение имеют зерна кварца. Песчаная основа до 95-98%. Это хороший коллектор с высокой пористостью и проницаемостью. Начальная нефтенасыщенность 80-95%. Насыщенность по воде — 5-20%.
• Полимиктовые: Образуются, если при осадконакоплении полимозерен кварца — большой процент зерен полевого шпата и продуктов их химического преобразования, имеется примесь глинистых разновидностей до 25-50%, которые ухудшают коллекторские свойства. Начальное водонасыщение 30-40%. Пористость- 25-26%, до 12-14%. Проницаемость от 3-5 до 0,0001-0.001 мкм².

Карбонатные коллекторы — слагаются в основном известняками и доломитами. Проницаемость до 0,3 — 1 мкм², пористость до 20-30%. Обычно породы комковатые, рыхлые, слабосцементированные, цемента до 10%. Начальная водонасыщенность не превышает 5-20%.

Различают три основных типа природных резервуаров: пластовые, массивные и литологически экранированные.

Плостовые

массивные

литологически экранированные

Образовавшиеся при определенных условиях нефть и газ, попав в природный резервуар, заполненный водой, перемещаются к его верхней части и попадают в ловушку. Таким образом, ловушкой называется часть природного резервуара, в которой скопились нефть и газ. В природе существуют самые разнообразные ловушки, наиболее распространены сводовые.

сводовая ловушка нефти и газа

литологически экранированные ловушки нефти и газа

тектонически экранированные ловушки нефти и газа

стратиграфически экранированная ловушка нефти и газа

Значительное скопление нефти и газа в ловушке любого вида называется залежью.

Схема сводовой газонефтяной пластовой залежи:

1. внутренний контур газоносности
2. внешний контур газоносности
3. внутренний контур нефтеносности
4. внешний контур нефтеносности

Схема массивной газонефтяной пластовой залежи:

1. внешний контур газоносности,
2. внешний контур нефтеносности.

Совокупность залежей нефти и газа одного и того же вида (например, сводовых), занимающих в недрах земной коры определенную площадь, называется месторождением нефги и газа.