Тема 5. Миграция углеводородов
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
2. Миграция нефти и газа: молекулярная; фазовая. Стадии уплотнения и отжатия флюидов из осадка и породы. Геостатическая нагрузка. Седиментационная вода.
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.
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.
Седиментационная (подземная) вода - это вода, сформировавшиеся в процессе осадкообразования.
3. Вторичная миграция нефти и газа. Основные причины вторичной миграции. Пути миграции нефти и газа. Гравитационный и гидравлический факторы миграции нефти и газа. Силы, препятствующие всплыванию нефти и газа. Эффект Жамена при миграции нефти и газа.
Вторичной миграцией называется движение углеводородов по проницаемым толщам и пластам в сторону ловушек.
Основными причинами вторичной миграции являются:
1. гравитационные силы всплывания более легкой нефти в воде (архимедова сила);
2. капиллярные силы;
3. гидродинамические силы:
4. напор воды;
5. гидрохимические силы: напор воды, вызванный различим в минерализации вод;
6. геотермические силы: напор воды, вызванный неоднородностью поля температур;
7. процессы перестройки структуры и динамического напряжения:
8. геодинамический переток.
Путями миграции нефти и газа служат поры и трещины в горных породах, а также поверхности наслоений, разрывных нарушений и стратиграфических несогласий, по которым нефть и газ не только мигрируют в земной коре, но и могут выходить на поверхность
Рис.5.6. Пути миграции и выхода, связанные: а-г, ж, - с поверхностями разрывных смещений и диапиров, д-е – с поверхностями стратиграфических несогласий, з – миграция с водой по пласту (пласт выходит на поверхность), и – миграция и выходы по трещинам. 1 – соль, 2 – залежи нефти (газа), 3 –
поверхность несогласия, 4 – вода, 5 – разрывные смещения (или трещины), косыми крестиками показаны выходы нефти и газа на поверхность. (по Э.А. Бакирову, В.И. Ермолкину, В.И. Ларину и др.,
При вторичной миграции нефть и газ, попадая в коллектор, заполненный водой, под действием гравитационного фактора стремятся занять наиболее высокое положение и перемещаются вертикально вверх
Сущность действия гидравлического фактора заключается в том, что вода при движении в пластах-коллекторах увлекает за собой пузырьки газа и капельки (пленки) нефти.
Всплыванию нефти и газа препятствуют силы межфазового трения и молекулярное притяжение стенок пор в породе, а также капиллярные силы, особенно в каналах диаметром менее 0,05 мм, так как вода, покрывает стенки каналов, и препятствует перемещению по ним нефти.
Капля нефти, подталкиваемая гравитационными силами, меняет форму, что приводит к ее удлинению и изменению поверхностного натяжения. При достаточном давлении (или возрастания количества самой нефти) капля ужимается и проскальзывает сквозь пережим. Такое явление именуется эффектом Жамена. Если первая капля прошла сквозь пережим, то последующие порции нефти проходят сквозь него уже более свободно.
