Вопрос 73. Понятия о залежах и месторождениях нефти и газа. Взаимоотношения нефти, газа и воды в залежах. Классификация залежей.

Скопление нефти, газа, конденсата и других полезных сопутствующих компонентов, сосредоточенных в ловушке, ограниченных поверхностями разного типа, называется залежью. Залежь нефти и газа представляет собой естественное локальное (единичное) скопление нефти и газа в ловушке. Если скопление достаточно велико и рентабельно для разработки, оно называется промышленной залежью

Месторождение нефти и газа (по Броду) - совокупность залежей, контролируемых единым структурным элементом и заключенных в недрах одной и той же площади.

Месторождения нефти и газа (по Вассоевичу, Еременко)- включает не только сумму залежей, но и всю толщу пород, принимающих участие в строении месторождения, т.е. целостный объем земной коры, включающий залежи нефти и газа.

Понятия месторождение и залежь равнозначны, если на одной площади имеется всего одна залежь, такое месторождение называется однопластовым. Месторождение имеющее залежи в пластах (горизонтах) разной стратиграфической принадлежности, принято называть многопластовыми. По начальному фазовому состоянию, и составу основных углеводородных соединений в недрах залежи подразделяются на однофазные и двухфазные. К однофазным залежам относятся: а) нефтяные залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим нефть, насыщенную в различной степени газом; б) газовые (состоящие более чем на 90% из метана) или газоконденсатные залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим газ с углеводородным конденсатом.

К двухфазным залежам относятся залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим нефть с растворенным газом и свободный газ над нефтью (нефтяная залежь с газовой шапкой или газовая залежь с нефтяной оторочкой). В отдельных случаях свободный газ таких залежей может содержать углеводородный конденсат. По отношению объема нефтенасыщенной части залежи к объему всей залежи ( )двухфазные залежи подразделяются на:

а) нефтяные с газовой или газоконденсатной шапкой ( > 0,75);

б) газо- или газоконденсатнонефтяные (0,50 < ≤ 0,75). ;

в) нефтегазовые или нефтегазоконденсатные (0,25< ≤ 0,50);

г) газовые или газоконденсатные с нефтяной оторочкой ( ≤ 0,25). К газоконденсатным относят такие месторождения, из которых при снижении давления до атмосферного выделяется жидкая фаза конденсат.

В зависимости от того, какие запасы превалируют, основным эксплуатационным объектом в двухфазных залежах считается газонасыщенная или нефтенасыщенная часть.

По сложности строения месторождения (залежи) подразделяются на: 1) простого строения, приуроченные к тектонически ненарушенным или слабонарушенным структурам; продуктивные пласты, которые характеризуются выдержанностью толщин и коллекторских свойств по площади и разрезу; 2) сложного строения, характеризующиеся невыдержанностью толщин и коллекторских свойств продуктивных пластов по площади и разрезу, или наличием литологических замещений или тектонических нарушений, делящих единые залежи на отдельные блоки; 3) очень сложного строения, характеризующиеся как наличием литологических замещений или тектонических нарушений, делящих залежь на отдельные блоки, так и невыдержанностью толщин и коллекторских свойств продуктивных пластов в пределах этих блоков. К категориям сложного и очень сложного строения следует также относить газонефтяные и нефтегазовые залежи, в которых нефть в подгазовых зонах подстилается подошвенной водой, нефть содержится в тонких оторочках неоднородных пластов.

Газ, нефть и вода располагаются в залежи зонально:

• газ, как наиболее легкий, занимает кровельную часть природного резервуара, под покрышкой;

• ниже поровое пространство заполняется нефтью,

• еще ниже - водой.

По преобладанию жидкой фазы над газовой (или наоборот) залежи делятся на:

• однофазовые — нефтяные, газовые, газоконденсатные

• двухфазовые — газонефтяные, нефтегазовые.

По фазовым соотношениям содержащихся в залежи углеводородов выделяется 6 типов скоплений:

• газовые,

• газоконденсатные,

• нефтегазоконденсатные,

• нефтегазовые,

• газонефтяные,

• нефтяные.

По сложности геологического строения продуктивных горизонтов залежи делятся на две основные группы:

а) простого строения – продуктивные горизонты характеризуются относительной выдержанностью литологического состава, коллекторских свойств и продуктивности по всему объему залежи;

б) сложного строения – разбитые тектоническими нарушениями на ряд изолированных блоков и зон, или залежи, имеющие изменчивый характер продуктивных горизонтов.

В общем случае все залежи можно разделить на пластовые и массивные. В пластовых залежах отмечается приуроченность залежи к отдельным пластам.

Образование массивной залежи связано с терригенным или карбонатным массивным резервуаром, когда при большом этаже нефтегазоносности залежь сверху контролируется формой верхней поверхности ловушки, а снизу горизонтальный контакт сечет все тело массива. Массивные залежи формируются в рифах, антиклинальных структурах, эрозионных выступах, представляющих собой останцы древнего рельефа. С массивными залежами связаны наиболее значительные скопления нефти и газа, открытые в нашей стране.

Классификации А. А. Бакирова, учитывающая главнейшие особенности формирования ловушек, с которыми связаны залежи:

• структурные залежи, приуроченные к различным видам локальных тектонических структур. Наиболее часто встречающиеся залежи этого класса – сводовые, тектонически экранированные и приконтактные.

• рифогенные

• стратиграфические

• литологические.

Выделяют залежи простого и сложного строения. К залежам простого строения принадлежат залежи, приуроченные к литологически выдержанным пластам и заключенные в едином локальном поднятии.

К категории сложных относятся многопластовые и многокупольные залежи. Многопластовая залежь нефти и газа охватывает несколько пластов, между которыми существует гидродинамическая связь.

Запасы нефти и газа в отдельных залежах могут быть весьма различными: от незначительных до нескольких миллиардов тонн нефти или нескольких триллионов кубических метров газа. Основными показателями промышленной ценности залежи являются запасы, заключенные в ней, и экономически обоснованные минимально рентабельные дебиты нефти и газа, обеспечивающие экономическую рентабельность промышленного освоения залежи. По этим показателям залежи делятся на:

• балансовые, разработка которых в настоящее время целесообразна,

• забалансовые, разработка которых в настоящее время нерентабельна, но которые могут рассматриваться в качестве объекта для промышленного освоения в дальнейшем.

Классификация залежей по составу флюида:

1.чисто нефтяные

2.нефтяные с газовой шапкой

3.нефтегазовые

4.газовые с нефтяной оторочкой

5.газоконденсатные

6.газоконденсатно-нефтяные

7.чисто газовые

Классификация залежей по Броду.

1.пластовые

1.1.сводовые

• не нарушенные

• слабонарушенные

• разбитые на блоки

1.2.экранированные

• тектонически

• стратиграфически

• литологически

• гидравлически

2.массивные в выступах:

• структурных

• эрозионных

• биогенных (рифогенных)

3.ограниченные со всех сторон

• водой

• непроницаемыми породами

• водой и не проницаемыми породами

Подошвой нефтяной (газовой) залежи (или поверхностью водонефтяного (газонефтяного или газоводяного) раздела) называется поверхность, разделяющая нефт и воду.

Линия пересечения поверхности водонефтяного раздела с кровлей пласта называется внешним контуром нефтеносности, или просто "контуром нефтеносности”. Линия пересечения поверхности водонефтяного раздела с подошвой пласта называется внутренним контуром нефтеносности, или контуром водоносности.

Скопление свободного газа над нефтью в залежи называется газовой шапкой. Газовая шапка в пласте может присутствовать только в том случае, если давление в залежи равно давлению насыщения нефти газом при данной температуре. Если пластовое давление выше давления насыщения, то весь газ растворится в нефти. Возможно, образование чисто газовой залежи. У газовой залежи по отношению к ее подошве могут быть выделены те же элементы: поверхность газоводяного раздела, внутренний и внешний контуры газоносности. В тех случаях, когда под скоплением газа имеется еще и скопление нефти, выделяется поверхность газонефтяного раздела, внешний и внутренний контуры газовой шапки.

Если в ловушке количество нефти и газа недостаточно для заполнения всей мощности пласта, то внутренний контур газоносности или даже внутренний контур нефтеносности будет отсутствовать. У залежей в ловушках, сформированных в массивных резервуарах, внутренние контуры газоносности и нефтеносности всегда отсутствуют.

Высотой залежи (или соответственно высотой нефтяной части залежи и высотой газовой шапки) называется расстояние по вертикали от подошвы залежи до ее наивысшей точки. Иногда отмечают суммарную высоту газонефтяной залежи.

В залежи можно выделить газовую часть, в пределах которой распространен только свободный газ. Газовая часть располагается внутри внутреннего контура газоносности. Если отсутствует внутренний контур газоносности, то газонефтяная часть охватывает весь объем залежи внутри внешнего контура газоносности. В газонефтяной части залежи под газом располагается нефть. В чисто газовой залежи газ подстилается водой и соответственно выделяется газоводяная часть залежи.

Нефтяная часть залежи располагается между внутренним контуром нефтеносности и внешним контуром газоносности. В ее пределах в ловушке содержится только нефть. Если в залежи отсутствует газовая шапка, то нефтяная часть охватывает весь объем залежи внутри внутреннего контура нефтеносности (контура водоносности).

Водонефтяная часть залежи располагается между внешним и внутренним контурами нефтеносности. В ее пределах под нефтью залегает вода. Если в залежи отсутствуют газовая шапка и внутренний контур нефтеносности, то вся залежь является водонефтяной, в ней повсюду под нефтью находится вода. Вода, находящаяся под нефтью или газом в водонефтяной или водогазовой части залежи, называется подошвенной. Вода, залегающая за внешним контуром нефтеносности (или газоносности в газовой залежи), называется законтурной.

В «чисто» нефтяной или газовой части залежи отнюдь не весь объем пор занят исключительно нефтью или газом. Некоторый объем пор оказывается занятым водой. Большая часть этой воды связана с породой — связанная вода. Такая вода в пласте при обычных условиях неподвижна. Рассчитывая объем залежи, необходимо учесть, какой объем пор занят нефтью и какой водой.

Степень заполнения пор нефтью (газом) называют нефтенасыщенностью (газонасыщенностью).