Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии нефтегазодобычи. Учебное пособие
.pdf
В геологическом плане мезозойские нефтегазовые системы
приурочены к поясу, расположенному между докембрийскими
платформами и секущему континенты в меридиональном направлении
(рис. 1).
Рисунок 1 – Главный углеводородный пояс Земли и приуроченные
к нему преобладающие ресурсы углеводородов
Под месторождением нефти и газа понимается совокупность
залежей, приуроченных к общему участку земной поверхности. Понятия
месторождение и залежь равнозначны, если на одной площади имеется
всего одна залежь. Такое месторождение называется однопластовым. В
остальных случаях месторождения являются многопластовыми. Например,
на нефтяных месторождениях Апшеронского полуострова установлено до
30...40 залежей.
Основные углеводородные районы Земли, приуроченные к этому
поясу, представлены на рис. 2.
31
Рисунок 2 – Основные углеводородные районы Земли с преобладающим
видом ресурсов (нефть, газ, горючие сланцы, битуминозные пески)
Проведенный сравнительный анализ результатов исследований
различных регионов этого пояса позволяет наметить как общие черты для
всего района, так и специфические черты для отдельных регионов, что
может быть полезным для оценки как генеральной, так и региональной
ресурсной базы.
Нефтегазоносные бассейны Евразии
Бассейн Персидского залива. В Месопотамском прогибе скопление
углеводородов приурочены главным образом к олигоценнижнемиоценовым (свита-асмари) и верхнемеловым (серия бангестан)
известнякам на глубине 0,2-3,5 км. На Аравийской плите нефтеносны
пески и песчаники нижнего мела (свита зубайр, бурган) и известняки
верхней юры (свита араб) на глубине 1,3-3,2 км. Основные разведанные
запасы углеводородов в бассейне заключены в интервале глубин 1-3 км. На
интервал 2-3 км приходится максимум запасов нефти. На глубине 3-5 км –
максимум запасов газа. Месторождения структурного типа большей
частью многопластовые.
32
В Месопотамском прогибе залежи приурочены к крупным
высокоамплитудным антиклинальным складкам, вытянутым вдоль
Загросской складчатой системы, на Аравийской плите – большей частью
связаны с локальными структурами, осложняющими протяженные
валообразные поднятия субмеридионального простирания. К югу от
широты г. Басры значительная часть локальных складок, к которым
приурочены месторождения нефти и газа, связана с проявлением соляного
диапиризма.
Рисунок 3 – Нефтяные и газовые месторождения
Персидского залива
Южно-Каспийский бассейн. Южно-Каспийский НГБ объединяет
межгорные области прогибания альпийских складчатых систем Кавказа и
Западной Туркмении, которые открываются в Южно-Каспийскую впадину
с корой океанического типа. Площадь бассейна – около 200 тыс. км2.
Крупнейшими тектоническими элементами бассейна на суше являются
Куринская впадина, Южно-Каспийская впадина и Аладаг-Мессирианская
ступень в Западной Туркмении.
33
Фундамент бассейна допалеозойско-альпийский. Глубины его
залегания – от 5-10 км в Куринской впадине до 20 км – в центральной
части Южно-Каспийской впадины. Осадочный чехол представлен юрскоэоценовым теригенно-карбонатным комплексом отложений мощностью до
8 км и олигоцен-плиоценовым комплексом песчано-глинистых отложений
мощностью до 7 км.
Нефтегазоносность главным образом связана с отложениями
плиоцена. Коллекторами являются песчаники с пористостью до 22 %.
Региональной покрышкой служат глинистые толщи в верхней части
плиоцена. Олигоцен-миоценовые глины рассматриваются в качестве
нефтематеринских.
В бассейне открыто 87 нефтяных и нефтегазовых месторождений и
13 месторождений газа. Ловушками являются антиклинальные структуры,
осложненными разрывными нарушениями и грязевым вулканизмом.
Бассейн характеризуется очень высоким нефтегазовым потенциалом и, в то
же время, вопрос о перспективах мезозойских отложений остается
открытым.
Средне-Каспийский бассейн. Средне-Каспийский или Северо-
Кавказско-Мангышлакский НГБ включают Скифскую плиту,
Южно-Мангышлакскую систему прогибов на Туранской плите и
альпийские краевые прогибы (Терско-Каспийский) Большого Кавказа.
В бассейн входит шельф Среднего Каспия. Фундамент на значительной
площади герцинский с отдельными участками более ранней
(байкальской и добайкальской) консолидации. Залегает на глубинах от
1-3 до 6-14 км.
Осадочный чехол представлен двумя комплексами: нижним
(доплитным) и верхним (плитным). Нижний включает теригеннокарбонатные и эффузивные отложения верхнего палеозоя – триаса
мощностью 2-3 км (Предкавказье) и терригенные пестроцветные и
34
сероцветные с карбонатными пачками отложения мощностью 4-5 км
(Южно-Мангышлакская система прогибов). Верхний комплекс сложен в
основном терригенными образованиями от юрских до неогеновых.
Карбонатный разрез характерен для верхней юры, верхнего мелапалеогена. Олигоценово-неогеновая моласса достигает мощности 6-7 км.
Западно-Сибирский бассейн. Площадь бассейна – 2,5 млн км2.
Фундамент гетерогенный: на западе бассейна – герцинский; на севере, в
центре и востоке – в основном байкальский, частично более древний; на
юге – каледонский, герцинский. Залегает на глубинах от 1-2 до 10-12 км,
регионально погружается в восточном и северо-восточном направлениях.
К наиболее крупным тектоническим элементам бассейна относятся:
Уренгойская, Надымская, Ханты-Мансийская и Юганская впадины,
Тазовский, Сургутский, Нижневартовский и Красноленинский своды. В
акваториальной части бассейна выделяется обширная Карская впадина. В
основании осадочного чехла располагается система грабенов,
выполненных в основном триасом и низами юры.
Промышленно-нефтегазоносными являются карбонатными
отложения палеозоя, песчано-глинистая толща нижней и средней юры,
мощностью до 1-5 км; морские и континентальные песчано-глинистые
отложения верхней юры, мощностью 200-300 м; меловые песчаноглинистые отложения мощностью до 3 км.
Терригенные отложения триаса перспективны в северных районах
бассейна. Коллекторы в основном терригенные, отличаются высокими
физическими свойствами. Так, песчаники юрского возраста имеют
пористость от 14-20 до 35 %, меловые песчаники – пористость до 25 %.
Региональными покрышками служат баженовская глинистая толща
(верхняя юра-нижний мел), бериас-валанжинские и альбские глины
нижнего мела. Важнейшей нефтегазоматеринской толщей считаются
баженовские глины с содержанием органического углерода до 10 %.
35
В бассейне открыто 307 нефтяных и 110 газовых и газоконденсатных
Отложения
битуминозных пород
Возраст
Ресурсы,
10
9 м3
Атабаска
мел
палеозой
149
61
Пис Ривер
мел
палеозой
11
11
Колд Лейк
мел
35
Всего
267
месторождений, связанных с антиклинальными и неантиклинальными
ловушками. Среди последних широко развиты литологически
экранированные, реже тектонически экранированные ловушки.
В западном полушарии протягивающийся через арктические
бассейны на Американский континент пояс представлен Западно-
Канадским бассейном, бассейнами Скалистых Гор, Примексиканской
впадиной и бассейнами Венесуэлы. Известные ресурсы углеводородов
здесь намного превышают ресурсы Старого Света, но они в основном
представлены битуминозными песками (Атабаска), горючими сланцами
(Скалистые Горы), тяжелыми нефтями и битумами (Венесуэла).
Западно-Канадский бассейн. Основные ресурсы углеводородов в
Западно-Канадском бассейне связаны с битуминозными песками Атабаски.
Их ресурсы превышают 267 млрд м
3
, при извлекаемых ресурсах
43 млрд м3. Продуктивные зоны расположены в районах Атабаски, Пис
Ривер и Колд Лейк и стратиграфически связаны с рыхлыми
нижнемеловыми песчаниками, залегающими от поверхности до глубины
570 м. Другой тип отложений битуминозных пород в регионе известен как
«карбонатный треугольник», где битумы приурочены к палеозойским
карбонатам, несогласно перекрытым нижнемеловыми породами.
Распределение ресурсов битумов в этом районе представлено в табл. 2.
Таблица 2 – Распределение ресурсов битумов
36
Плотность битумов изменяется от 900 до 1000 кг/м
Страна
Ресурсы, млрд барр.
США
1200
Бразилия
90
Иордания
69
Марокко
58
Австралия
35
Китай
25
Эстония
18
Израиль
5
3
, содержание
серы – в среднем 5 %.
Особое значение для освоения битуминозных песков имели события
2003-2004 г., когда Канада сумела перевести свои ресурсы битуминозных
песков в разряд коммерческих запасов нефти, переместившись с 20 места с
запасами нефти около 1 млрд тонн на 2 место в мире после Саудовской
Аравии с утвержденными запасами 24 млрд тонн. Такой перевод стал
возможным в результате продолжительной обработки технологии
получения нефти из битуминозных песков, в результате чего
первоначальная цена 24 долл. за баррель снизилась до 12 долл. за баррель.
В ближайшее время предполагается снизить эту цену до 8 долл. за баррель.
С учетом высокой стоимости нефти в настоящее время вовлечение в
переработку сверхтяжелых нефтей и битумов представляется весьма
перспективной задачей.
Скалистые Горы. В 2005 году Департамент энергетики США
объявил результаты полевых исследований по оценке ресурсов горючих
сланцев в стране. То, что было сообщено, стало ошеломляющей новостью:
Оказалось, что в США больше нефти, чем во всех других изученных
залежах в мире. И все это расположено в западной части Соединенных
Штатов Америки, в Скалистых Горах. Распределение ресурсов горючих
сланцев, по данным министерства энергетики США, приводится в табл. 3.
Таблица 3 – Запасы горючих сланцев
37
Горючие сланцы – разновидность каустобиолитов, в которой
минеральная составляющая (глины), как правило, доминирует над
органическим веществом (ОВ). Это осадочные органоминеральные
породы, содержащие концентрированное сапропелитовое или гумусо-
сапропелитовое органическое вещество преимущественно морского
генезиса. Состав и качество горючих сланцев отражают особенности среды
накопления и преобразования сланцеобразующих компонентов. Основу
органического вещества горючих сланцев составляют микрокомпоненты
сапропелевой природы – продукты преобразования фитопланктона, и в
этом отношении они идентичны сапропелитовым углям.
Венесуэльские бассейны. Основные ресурсы углеводородов
Венесуэлы связаны с бассейнами Маракаибо и Ориноко.
Маракаибский район расположен на западе страны, продуктивные
горизонты миоценового возраста представлены пластами песка,
чередующимися с пластами глин, нефть имеет плотность 10-13 АРI.
Однако наиболее богатыми нефтью являются восточные районы,
«Оринокский пояс» тяжелых и сверхтяжелых нефтей с ресурсами,
превышающими 270-109 баррелей (45 млрд м3) нефть с плотностью 4-
12АPI и содержание серы 3,8 %. Нефть залегает в базальных рыхлых
песках мелового и третичного возраста на глубинах от 170 до 1200 м.
Контрольные вопросы:
1. Развитие и эксплуатация нефтегазовой инфраструктуры.
2. Размещение ресурсов горючих полезных ископаемых.
3. Геологические условия формирования залежей.
4. Крупнейшие месторождения нефти и газа.
5. Что такое горючие сланцы?
6. Основные углеводородные районы Земли.
7. Что понимается под месторождением нефти и газа?
38
Глава 5. ФИЗИКА ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА
Физика пласта – наука, изучающая физические свойства пород
нефтяных и газовых коллекторов; свойства пластовых жидкостей, газов и
газоконденсатных смесей; методы их анализа, а также физические основы
увеличения нефте- и газоотдачи пластов. Она изучает физические свойства
горных пород, физико-механические и тепловые свойства горных пород,
физическое состояние нефти и газа при различных условиях в залежи,
состав и физические свойства нефтей, состав и свойства природных газов,
фазовые свойства углеводородных систем, состав и физико-химические
свойства пластовых вод и молекулярно-поверхностные свойства систем
нефть-газ-вода-порода.
Для определения характеристики нефтяного и газового пласта
необходимо знать следующие физические свойства горных пород –
коллекторов нефти и газа:
гранулометрический (механический) состав пород;
пористость;
проницаемость;
капиллярные свойства;
удельную поверхность;
механические свойства (упругость, пластичность, сопротивление
разрыву, сжатию и другим видам деформаций);
тепловые свойства (теплоемкость, теплопроводность);
насыщенность пород водой, нефтью и газом в различных
условиях.
Природные коллекторы нефти и газа. Коллектором называется
горная порода (пласт, массив), обладающая способностью аккумулировать
(накапливать) углеводороды и отдавать (фильтровать) пластовые флюиды:
нефть, газ и воду. Таким образом, большая часть флюидов в коллекторах
39
находятся в подвижном состоянии. Горные породы в зависимости от
происхождения делят на три типа: осадочные, магматические и
метаморфические. Подавляющая часть месторождений нефти и газа
приурочена к осадочным породам, являющимся хорошими
коллекторами. Многие залежи нефти и газа приурочены к коллекторам,
сложенным в основном карбонатными породами – известняками,
доломитами и др., – 39 % мировых запасов, тогда как метаморфические
и изверженные породы – 1 %. Осадочные породы, в свою очередь, также
разделяются на три типа, а именно: терригенные (пески, песчаники,
алевриты, алевролиты, глины, аргиллиты и другие осадки обломочного
материала), хемогенные (каменная соль, гипсы, ангидриты, доломиты,
некоторые известняки и др. (химические, биохимические,
термохимические реакции) и органогенные (мел, известняки
органогенного происхождения и другие окаменелые останки животных и
растительных организмов).
Различают три типа коллекторов:
Гранулярные (терригенные, обломочные) – это коллекторы,
сложенные песчано-алевритовыми породами, состоящие из песчаников,
песка, алевролитов, реже известняков, доломитов.
Трещинные – эти коллекторы сложены преимущественно
карбонатами, поровое пространство которых состоит из микро- и
макротрещин.
Смешанные – это трещинные коллекторы смешанного типа; в
зависимости от наличия в них пустот различного вида подразделяются на
подтипы: трещинно-пористые, трещинно-каверновые, трещиннокарстовые.
Гранулометрический состав горной породы
Гранулометрический состав – содержание в горной породе зерен
различной крупности, выраженное в процентах от массы или количества
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]