Ловушки нефти и газа

Ловушкой называют объем пород, могущей вместить нефть или газ вне зависимости от её формы и условий возникновения, но при наличии способности к аккумуляции и консервации нефти и газа в ней [55].

С ловушкой всегда связана залежь нефти и/или газа. Залежь нефти и/или газа всегда «ищет» удобную для себя ловушку.

Залежьвсегда представляет собой нефть или газ (или то и другое одновременно), находящиеся в пористой и проницаемой массе горных пород, называемой коллектором. Эти породы-коллекторы, как правило, деформированы и ограничены непроницаемыми породами (именуемыми покрышкой) таким образом, что возникает ловушка, в которой и аккумулируются названные флюиды.

Чтобы не происходила их утечка, контакт пористых пород-коллекторов и непроницаемой покрышки должен быть изогнут и обращен выпуклой стороной вверх. Такой благоприятный для аккумуляции нефти и газа участок структуры (container) называют ловушкой (trap), а часть ловушки, содержащую нефть и газ – резервуаром (reservoir) [55].Резервуары могут быть образованы разными породами, иметь различную форму, размеры и происхождение. Ловушка является частью резервуара. Последний же представляет собой вместилище для флюидов, образованное породой-коллектором, ограниченной не(слабо)проницаемыми породами.

Различаются коллекторы и ловушки (как резервуары), в которых могут скапливаться или уже скопились нефть и (или) газ.

Любой отдельно взятый резервуар неповторим в деталях, однако могут быть подмечены и общие черты сходства, характеризующие особенности резервуаров [55]:

1. Порода-коллектор – вмещающий материал, характеризуется составом и структурой, непрерывностью или прерывностью его распространения в плане. Границы распространения коллектора могут совпадать в плане с контурами нефтяной (газовой) залежи …; в других случаях порода-коллектор, хотя и развита на обширной площади, может быть природным резервуаром только на отдельных благоприятных участках.

2. Поровое (пустотное) пространство – коллекторское пространство и степень свободы перемещения флюидов через соединяющиеся между собой поры породы выражаются через коэффициенты «пористости» и «проницаемости».Пористость и проницаемость – свойства породы, зависящие от наличия в ней порового пространства, определяют способность коллектора удерживать и отдавать нефть.

3. Флюиды (нефть, вода, газ) в эффективном поровом пространстве коллектора могут находиться в состоянии статического или динамического равновесия, обусловленного эрозией, осадконакоплением, деформацией пород, или в связи какими-то другими факторами, изменяющими давление, температуру, плотность, объем и химические свойства флюидов. Эти изменения заставляют флюиды перемещаться.

4. Ловушка, обусловливающая удержание нефти и газа в залежи. Ловушка – форма, которую принимает та или иная часть коллектора, благодаря чему создаются условия для формирования залежи УВ.

Первым существенным элементом резервуара является наличие породы-коллектора, вторым — сообщающегося порового пространства, третьим — ловушки. Сообщающиеся поры в кол­лекторе должны в совокупности удерживать и накапливать нефтяную залежь.

Нефть и газ легче воды. Поэтому нефть всплывает через воду, пока ее путь не преграждает непроницаемый слой кровли горной породы. Если кровля породы выгнута снизу вверх, она не дает нефти и газу улетучиваться в широтном направлении, и таким образом образует ловушку. Вода подпи­рает нефтегазовую залежь, а напор воды прижимает нефть кверху к ограничивающим поверхностям ловушки, тем самым удерживая ее на месте (рис.2).

Подстилающая поверхность воды называется водо-нефтяным разделом или газо-водяным разделом, а также водо-нефтяным зеркалом или водо-нефтяным уровнем залежи [55].

Поисково-разведочные работы на нефть, прежде всего, посвящены поискам ловушек в потенциальных коллекторах, так как ловушка соответствует месту, где нефть и газ, если только они присутствуют, скопляются в залежи.

Наиболее простым и распространенным способом превращения про­ницаемой глубинной формации в ловушку является образование антиклинали. Из обычных ловушек легче всего картируется антиклиналь и ее можно часто нанести на карту непосредственно по поверхности земли. Тесная связь нефтегазовых залежей с антиклинальными складками была обнаружена на раннем этапе развития нефтедобывающей промышленности и послужила обоснованием к развитию давно известной анти­клинальной теории залегания нефти и газа. Геологи повсеместно вели поиски антиклиналей и куполов для постановки на них разведочного бурения, исключая почти полностью все другие виды ловушек. Антиклинальная теория играла преобладающую роль в поисках нефти [23, 26, 29, 83].

Рис.2. Схема пластовой сводовой нефтегазовой залежи.

На территории России подавляющее большинство антиклинальных ловушек, особенно простых и в верхних горизонтах чехла, выявлено и разведано. Наступила пора открытия и освоения новых нефтегазогеологических объектов, связанных с обнаружением сложных резервуаров, продуктивность которых определяется неоднородностью нефтегазоносных комплексов (НГК) и, прежде всего, характером распределения коллектора. В пределах НГК продуктивные пласты имеют не только некоторые общие внутренние свойства, но сходны и формами тел (пласты, линзы, различные выступы-блоки, штоки и др.), которые они образуют в геологическом разрезе. Форма тел зависит от обстановки, в которой эти породы образовались.

Решающим фактором нефтегазоносности становится неоднородность распределения коллекторов, контролируемая блоковым строением [5, 6]