5. Миграция углеводородов

^{Вслед за образованием углеводородов из ОВ осадочных пород происходит их миграция и аккумуляция в месторождения. Под миграцией понимается перемещение подвижных флюидов углеводородов в горных породах. Наиболее полно, в настоящее время этот вопрос освещен коллективом авторов: О.К. Баженовой, Ю.К. Бурлиным, Б.А. Соколовым и др., 2004 г, Э.А. Бакировым и др., 1981 г, изложен в лекциях Калимовой Н.Т. (Атырауский институт нефти и газа).}

^{Выделяется две фазы миграции: первичную и вторичную. Нефть и газ способны свободно мигрировать в породах земной коры, и место современного их нахождения, как правило, не является местом их образования. Они могут перемещаться вследствие явлений фильтрации и всплывания, а также вследствие вытеснения из пород под действием различных факторов (уплотнения и деформации пород, тектонических нарушений и др.).}

^{По отношению к нефтегазоматеринским толщам различают первичную и вторичную миграцию (рис.5.1.).}

^{Рис. 5.1. Схема первичной и вторичной миграции. Миграция: 1 – первичная, 2 – вторичная, 3 – порода-коллектор, 4 – нефтегазоматеринские породы. (по Э.А. Бакирову, В.И. Ермолкину, В.И. Ларину и др., 1980 г.).}

5.1. Первичная миграция нефти и газа

^{Первичной миграцией называется отделение углеводородов от материнской породы и переход их в проницаемый резервуар. И.М. Губкин представлял первичную миграцию как вынос нефти из материнских пород в виде мельчайших капелек (рис. 5.2.). Это крайне трудно себе представить, особенно если речь идет о тонкодисперсных глинистых породах с минимальной проницаемостью и пористостью. Но процесс перемещения углеводородов все же происходит, возможно, в виде водных молекулярных растворов, миццелярных растворов или в виде газовой фазы.}

^{Рис. 5.2. Выжимание капли нефти из нефтематеринской породы (по Бриену и др.).}

^{Важную роль в процессах миграции воды и нефти имеют гидрофильные и (или) гидрофобные свойства играют горных пород. т.е. явления смачивания и прилипания жидкостей к поверхности частиц.}

^{Образование осадочных пород проходит в водной среде. Коллектор всегда содержит какое-то количество воды, которая не допускает контакта мигрирующей или образующейся нефти с частицами породы.}

^{В гидрофильных породах нефть занимает крупные промежутки среди воды, и емкость коллектора сильно зависит от капиллярных сил воды и нефти, поскольку мелкие капилляры в коллекторе занимает еще седиментационная вода, которая препятствует движению нефти в узкие каналы.}

^{В гидрофобной породе (угли, породы с включениями парафина, воска, битумов) вода не смачивает поверхность ее частиц и стремится переместиться в более широкую часть пор. Нефть занимает узкие поры, вытесняя из них воду, обволакивая частицы породы. Миграция ее сильно затруднена или может происходить только в результате сжатия породы.}

^{Благоприятные условия для миграции нефти создаются при высоком нефтенасыщении и повышенных температурах порядка 100 - 150°. Вода более подвижна, по сравнению с нефтью, двигается и по узким, и по широким каналам, и активнее уходит в более благоприятные для нее зоны коллектора. Место воды занимает нефть и выделившийся из нее газ.}

^{По характеру движения и в зависимости от физического состояния углеводородов различается миграция:}

^{- молекулярная (диффузия), движение в растворенном состоянии вместе с водой;}

^{- фазовая (в свободном состоянии), когда углеводороды могут находиться в жидком (нефть) и газообразном (газ) состоянии, а также в виде парообразного газо­нефтяного раствора.}

^{Проблема миграции нефти и газа включает три основных вопроса: факторы, вызывающие миграцию; состояние, в котором флюиды перемещаются; масштабы (расстояния) миграции.}

^{Первичная миграция, может идти в любом направлении - вбок, вверх, вниз; Первичная миграция начинается еще в диагенезе: по мере уплотнения осадка из него отжимается седиментационная вода вместе с заключенным в ней органическим веществом, находящимся в состоянии коллоидных и мицеллярных растворов. В истинный раствор легко переходит метан. Большая часть седиментационной воды уходит вверх, в покрывающий осадок водоем.}

^{Н.Б. Вассоевич выделяет следующие стадии уплотнения и отжатия флюидов из осадка и породы:}

^{1) свободное уплотнение при погружении до 250 м;}

^{2) затрудненноё уплотнение - до 600 м;}

^{3) сильно затрудненное уплотнение - до 3250 м.}

^{Главным фактором уплотнения является геостатическая нагрузка, т.е. давление веса вышележащих слоев.}

^{Мощность глин при снижении пористости от 80 до 20% уменьшается на 1/4. Это происходит за счет вытеснения из пор иловой воды. Если в кровле и подошве глинистой пачки залегают пески, то воды из глин должны переместиться в эти песчаные пласты, испытывающие меньшее уплотнение. Далее по пескам воды будут двигаться вверх - в сторону меньшей геостатической нагрузки.}

^{Седиментационная вода не только движется через пески, но взаимодействует с ними: растворяет кремнезем, осаждает его в пустотах, образует зерна вторичного кварца, доломита, кальцита и других цементирующих веществ. В результате пористость песков уменьшается. Ниже 2,5-3 км движение вод затруднено, что нередко приводит к возникновению аномально высоких пластовых давлений (АВПД).}