- •Оглавление
- •Предисловие
- •Предисловие автора к первому изданию
- •Предисловие редактора английского издания
- •Часть первая. Введение Глава 1 Введение
- •Глава 2 Распространение нефти, газа и других нафтидов
- •Условия залегания
- •Поверхностные нафтидопроявления
- •Геологический возраст пород-коллекторов
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть вторая. Природный резервуар
- •Глава 3 Порода-коллектор
- •Классификация
- •Номенклатура пород-коллекторов
- •Обломочные породы-коллекторы
- •Цементация обломочных пород-коллекторов
- •Хемогенные породы-коллекторы
- •Химически осажденные карбонатные породы
- •Кремнистые породы-коллекторы
- •Породы-коллекторы смешанного происхождения
- •Разрезы буровых скважин
- •Породы-коллекторы морского и неморского происхождения
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 4 Поровое пространство породы-коллектора
- •Пористость
- •Измерения пористости
- •Проницаемость
- •Измерения проницаемости
- •Эффективная и относительная проницаемость
- •Классификация и происхождение порового пространства
- •Первичная, или межзерновая, пористость
- •Вторичная, или промежуточная, пористость
- •Связь между пористостью и проницаемостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 5 Пластовые флюиды-вода, нефть, газ
- •Флюиды, содержащиеся в природных резервуарах
- •Источники информации о пластовых флюидов
- •Распределение газа, нефти и воды в резервуаре
- •Классификация вод нефтяных месторождений
- •Характеристика вод нефтяных месторождений
- •Происхождение соленых вод нефтяных месторождений
- •Измерение количества нефти
- •Химические свойства нефти
- •Ряды углеводородов
- •Другие компоненты нефтей
- •Физические свойства нефтей
- •Природный газ
- •Измерение объема природного газа
- •Состав природного газа
- •Примеси в природном газе
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 6 Пластовые ловушки: общие сведения и структурные ловушки
- •Антиклинальная теория
- •Классификация ловушек
- •Структурные ловушки
- •Ловушки, связанные с разрывными нарушениями
- •Ловушки, связанные с трещиноватостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 7 Пластовые ловушки (продолжение): стратиграфические и гидродинамические
- •Первичные стратиграфические ловушки
- •Линзы и фациальные замещения обломочных пород
- •Линзы и фации хемогенных пород
- •Вторичные стратиграфические ловушки
- •Гидродинамические ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 8 Пластовые ловушки (продолжение): комбинированные ловушки и соляные купола
- •Комбинированные ловушки
- •Соляные купола
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть третья. Термодинамические условия в природном резервуарах
- •Глава 9 Пластовые условия ‑ давление и температура
- •Пластовое давление
- •Измерение давления
- •Градиенты давления
- •Источники пластового давления
- •Аномальные пластового давления
- •Температура
- •Измерение температуры
- •Геотермическии градиент
- •Использование результатов температурных замеров
- •Источники тепловой энергии
- •Результаты воздействия тепла
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 10 Механика природного резервуара
- •Фазовые состояния
- •Поверхностные явления
- •Поверхностная энергия; поверхностное натяжение; межфазное натяжение
- •Капиллярное давление
- •Пластовая энергия
- •Газ, растворенный в нефти
- •Режим газовой шапки (газонапорный режим)
- •Водонапорный режим
- •Гравитационные силы
- •Комбинированные источники пластовой энергии
- •Движение нефти и газа в залежи
- •Явления, связанные с разработкой залежи
- •Максимально эффективный темп добычи
- •Коэффициент продуктивности
- •Уравнение материального баланса
- •Сверхвысокопродуктивные скважины
- •Малорентабельные скважины и залежи
- •Эксплуатационный период скважин и залежей
- •Вторичные методы разработки залежей
- •Добыча газа
- •Попутный газ
- •Свободный газ
- •Экономические и правовые вопросы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть четвертая Геологическая история нефти и газа
- •Глава 11 Происхождение нефти и газа
- •Граничные условия
- •Неорганическое происхождение нефти и газа
- •Органическое происхождение нефти и газа
- •Современные теории органического происхождения нефти и газа
- •Природа органического материнского вещества
- •Современное органическое вещество
- •Органическое вещество неморского происхождения
- •Превращение органического вещества в нефть и газ
- •Деятельность бактерий
- •Теплота и давление
- •Изменение нефти под влиянием теплоты и давления
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 12 Миграция и аккумуляция нефти и газа
- •Геологические условия миграции и аккумуляции
- •Дальность миграции
- •Первичная миграция
- •Вода, выжимаемая из глин и сланцев
- •Циркуляция воды
- •Седиментационная и переотложенная нефть
- •Вторичная миграция
- •Перенос частиц нефти и газа водой
- •Явления, связанные с капиллярным давлением и давлением вытеснения
- •Плавучесть
- •Влияние растворенного газа на миграцию нефти
- •Аккумуляция
- •Наклонные водонефтяные контакты
- •Литологические и стратиграфические барьеры¹
- •Вертикальная миграция
- •Время аккумуляции
- •Приток нефти и газа
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть пятая Использование данных нефтегазовой геологии на практике
- •Глава 13 Глубинная геология
- •Типы глубинных карт
- •Структурные карты и разрезы
- •Карты изопахит ( карты равных мощностей)
- •Карты фаций
- •Палеогеологические карты
- •Геофизические карты
- •Геохимические карты
- •Другие типы глубинных карт
- •Счетно-решающие машины
- •Сухие скважины
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 14 Нефтегазоносные провинции
- •Характер отложений
- •Теория углеродного коэффициента
- •Седиментационные бассейны
- •Нефте- и газопроявления
- •Несогласия
- •Зоны выклинивания проницаемых отложении
- •Региональные своды
- •Локальные ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 15 Перспективы нефтегазоносности¹
- •Открытие
- •Геологические факторы
- •Экономические факторы
- •Субъективные факторы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Общие работы
- •Приложение Словарь специальных терминов1
- •Сокращения, принятые в английской литературе по нефти и газу
- •Литература
- •Дополнительный список литературы
Седиментационная и переотложенная нефть
Еще одним способом передвижения нефти на большие расстояния является перенос ее вместе с породой. Источниками такой нефти могут быть: 1) эродированные нефтяные залежи, 2) эродированные глинистые породы и известняки, не являющиеся коллекторами. Такие участки приурочены, как правило, к орографически наиболее приподнятым районам, в которых интенсивная эрозия приводит к быстрому высвобождению нефти. Необходимым условием этого процесса должно быть совпадение нефтеносных участков с более высокими участками рельефа. Подобные случаи встречаются очень часто. Нефтенакопление, связанное с огромными потенциальными возможностями такого источника нефти, заслуживает внимательного изучения.
Ниже рассматриваются три района в США из многих других, удовлетворяющих указанным условиям.
В позднемеловое и раннетретичное время район Скалистых гор был приподнят и представлял собой серию крупных куполов и антиклиналей. Эрозия, начавшаяся в тот период, продолжается до настоящего времени. Продукты разрушения сносились главным образом в Мексиканский залив, где они были переотложены и образовали третичную нефтеносную формацию провинции Галф-Кост. По всей вероятности, эти приподнятые осадочные горы, простирающиеся от Мексики до Монтаны, некогда содержали большое количество крупных нефтяных месторождений (в настоящее время здесь обнаружено много складок со следами бывших нефтяных залежей) и многие тысячи кубических миль нефтеносных сланцев. Вполне возможно, что десятки и даже сотни миллиардов тонн нефти, заключенной в этих залежах и сланцах, позднее были эродированы и унесены вместе с осадками. Что стало с этой нефтью? Не могла ли хотя бы часть ее попасть в осадок и способствовать впоследствии образованию протонефти провинции Галф-Кост?
В пределах шельфовой зоны юго-восточного Канзаса п северо-восточной Оклахомы [19] встречается большое количество нефтяных залежей в формации Чероки (пенсильваний), образовавшейся за счет эрозии гор Немаха. Эти горы представляют собой спльнонарушенное антиклинальное поднятие, простирающееся через весь Канзас в Небраску и сложенное раннепалеозойскими и докембрийскими породами, в настоящее время погребенными под пенсильванскими отложениями. Девонские, силурийские и ордовикские отложения, эквивалентные тем породам, которые были снесены с верхней части гор в черокское время, широко распространены к югу от этого района, в Оклахоме, где в них обнаружены многочисленные богатые месторождения нефти (см. фиг. 13-13 и 14-6). Поднятие Немаха, до того как началась эрозия, было достаточно большим, чтобы содержать огромные скопления нефти.
Зона поднятий Уичито - Амарильо, простирающаяся на несколько сот миль в западной Оклахоме и Техасе, в пенсильванское время была эродирована до докембрийского гранитного фундамента. Продукты разрушения отлагались вдоль северного окончания этой зоны (см. фиг. 3-8). В настоящее время в этих отложениях обнаружено много нефтяных месторождений. Вполне возможно, что нефть мигрировала сюда вместе с размытыми породами.
Возможность образования нефтяных залежей за счет нефти, принесенной с осадками, впервые рассмотрена Мерреем [20]. Он обратил внимание на радужные пленки нефти, которые переносились вместе с водами реки Иравади на 1-2 мили от места высачивания нефти. Проделав опыты с речной водой, загрязненной нефтью и илом, Меррей установил, что пленки нефти осаждаются на дно вместе с глинистыми частицами. Это позволило ему сделать вывод, что осаждению нефти в смеси с глиной способствует разрушение ее на отдельные частицы и образование сферических капель благодаря межфазному натяжению между нефтью и несмешивающейся с ней водой. Эта смесь представляет собой водонефтяную эмульсию, тогда как частицы пород остаются гидрофильными. Капли нефти не могут объединиться, так как они разделяются мелкими частицами глины и в таком виде переносятся и осаждаются вместе с этими частицами.
Позднее Пуарье и Тиль [21] изучили возможность осаждения нефти вместе с различными типами глин в искусственно минерализованной воде. Оказалось, что объем осаждающейся нефти зависит от природы этих глин и обратно пропорционален размеру минеральных зерен. Полученные этими исследователями результаты приведены в табл. 12-1. Пуарье и Тиль в отличие от Меррея пришли к заключению, что причиной осаждения нефти является не механическая смесь, а скорее увеличившийся вес нефтяных капель вследствие прилипания к ним глинистых частиц. Они обнаружили, что капли нефти находятся в свободном состоянии, в то время как глинистые частицы обычно прилипают к ним. Присутствие в воде органических кислот уменьшает возможность осаждения, по-видимому, вследствие снижения межфазного натяжения между гидрофильными поверхностями.
Таблица 12-1
Распределение различных видов осадков в порядке убывания объема осаждающейся нефти (в каждом случае использована эмульсия воды и 1 г осадка) [21]
Осадок |
Максимальное количество нефти, см³
|
Среднее количество нефти, см³ |
Преобладающие минералы |
Каолин |
2,50 |
1,21 |
Глинистые |
Голубые илы |
2,10 |
1,33 |
Кварц |
Мергель |
1,50 |
1,11 |
СаСО3 |
Диатомовая земля |
1,50 |
1,00 |
Кремнезем |
Глинистые породы (ордовик) |
1,37 |
0,70 |
Серицит, глинистые минералы |
Бентонит |
1,35 |
0,68 |
Монтмориллонит |
Песчаные илы |
1,25 |
0,75 |
Кварц, серицит |
Карбонатные глинистые породы |
1,15 |
0,70 |
СаСО3, серицит |
Карбонатные илы |
1,12 |
0,85 |
СаСО3, кварц |
Керогеновые глинистые породы |
0,70 |
0,60 |
Серицит, органическое вещество |
Гумус |
0,00 |
0,00 |
Органическое вещество |
В геологическом прошлом благодаря эрозии, несомненно, высвобождались огромные объемы нефти. Что стало с этой нефтью? Может быть, она была разрушена вследствие окисления и деятельности бактерий или какая-то часть ее была унесена реками в океаны? Пока не будет изучено детально это явление, мы не можем отказаться от концепции переноса нефти глинистыми частицами [однако эта концепция не может серьезно приниматься во внимание].
Кроме эрозии нефтяных залежей, источниками поступления нефтяных углеводородов в океаны могут быть: 1) подводные выходы нефти и 2) раннее преобразование части органического вещества морского дна в нефть и газ еще в процессе диагенетического превращения илов в глинистые сланцы и выделение этих углеводородов в океанские воды. Высокая концентрация УВ в самой верхней части почвы (см. стр. 476) свидетельствует о возможности возникновения их в субаэральных условиях на поверхностях несогласий и дальнейшем переносе (в результате эрозии приповерхностных образований) водными потоками в океаны. Большая часть нефти, тем или иным путем попавшей в океан, поднимается на поверхность воды и сносится волнами и течениями в пределы прибрежных баров и пляжей, а также в зоны развития органогенных рифов. Иногда потенциально продуктивные пласты, содержащие даже незначительное количество нефти, могут иметь большее значение как исходный нефтепроизводящий материал, чем илы и глины, заключающие огромные массы органического вещества. [Заключение чисто умозрительное, не подтверждаемое многочисленными битуминологическими анализами современных осадков.]