Первичная и вторичная миграция углеводородов

Изучение генезиса УВ невозможно отделить от процесса выноса УВ из материнской породы в породы-коллекторы. Месторождения УВ образуются в результате миграции подвижных веществ (флюидов) в горных породах. Выделяют первичную и вторичную миграции.

Первичная миграция УВ начинается внутри нефтематеринских глинистых и глинисто-карбонатных пород при достижении ими ГФН. А. Перродон [30] выделяет две основные фазы в процессе первичной миграции: вынос УВ из керогена и материнской породы; перенос УВ внутри материнской породы к ее границам на контакте с более пористыми и проницаемыми толщами.

По определению И.М. Губкина [16], первичная миграция представляет собой вынос нефти из материнских пород водой в виде мельчайших капелек на минимальные расстояния. По современным представлениям, первичная миграция происходит в виде:

1. Водных молекулярных растворов. Свободная вода, которая заполняет
поровое пространство, связанная вода в виде пленки вокруг зерен и в межслоевом
пространстве глинистых минералов растворяет молекулы УВ и перемещает их.

2. Мицеллярных растворов. Это системы, содержащие мицеллы, представляющие собой агрегаты с более или менее упорядоченной структурой, содержащие гидрофильные полярные группы и гидрофобные полярные углеводородные цепочки. Такие растворы способны растворять УВ, которые присоединяются к мицеллам.

3. Газовой фазы. Газовые растворы жидких УВ (газоконденсатные смеси) вследствие их низкой вязкости и большой подвижности в тончайших порах могут обеспечить первичную миграцию из нефтематеринских пород. Существует возможность перемещения нефти в виде молекулярной пленки на поверхности пузырьков газа.

Вторичная миграция - это движение флюидов по пластам - коллекторам. Основными причинами вторичной миграции являются гравитационные силы всплывания более легкой нефти в воде, капиллярные силы и гидродинамический напор воды.

Вторичная миграция УВ по пластам - коллекторам может происходить в растворе в диспергированном состоянии, или в виде нефтяной или газовой фазы до тех пор, пока мигрирующие флюиды не встретят на своем пути непроницаемую преграду (покрышку), под которой происходят их коагуляция и накопление.

Большинство углеводородных частиц, мигрирующих из тонкозернистых нефтематеринских пород в грубозернистые пески, имеют небольшой размер и могут свободно перемещаться в межзерновом пространстве.

Вторичная миграция подразделяется на вертикальную по разрезу и горизонтальную (латеральную) по напластованию. Вторичная миграция может осуществляться на расстояния в несколько сотен км.

Кроме того, Дж. Хант [7] выделяет третичную миграцию, которая связана с перемещением залежей нефти и газа вследствие нарушения непроницаемости покрышек.

Понятие о нефтематеринской породе

Нефтематеринские породы это тонкозернистые отложения, генерировавшие и выделившие УВ в количестве, достаточном для образования промышленных залежей нефти и газа.

Материнские породы, как правило, представлены глинистыми или карбонатно-глинистыми тонкозернистыми отложениями, накапливавшимися в бассейнах в восстановительных условиях со спокойным гидродинамическим режимом.

Для генерации УВ в количествах, достаточных для образования промышленных залежей нефти или газа, осадочная порода должна пройти через температурно-временной порог интенсивной генерации УВ – главная фаза нефтеобразования (ГФН) или главная фаза газообразования (ГФГ).

В зависимости от зрелости ОВ и стадии процессов нефтегазообразования нефтегазоматеринские породы могут быть подразделены на эффективные, к которым относятся породы, генерирующие и отдающие или генерировавшие и отдавшие УВ и потенциально нефтегазоматеринские, которыми являются породы, содержащие достаточное количество ОВ, но еще не достигшие необходимого уровня зрелости.

Под керогеном понимают все РОВ осадочных пород, нерастворимое в неокисляющих кислотах, щелочах и органических растворителях. Лабораторные исследования показали, что максимум генерации нефти соответствует содержанию в керогене 77 - 87 % углерода, а максимум генерации газа - 85 - 92 % углерода. Кероген так же, как и уголь может быть сапропелевым и гумусовым. Сапропелевый кероген представлен водорослевым аморфным и травянистым материалом (альгинит, коллоальгинит, резинит и т. п.). Гумусовый кероген представлен древесным витринитовым и инертинитовым материалом. Из сапропелевого керогена образуется значительно больше нефти и газа, чем из гумусового.