4.2. Природные резервуары
2) В земной коре вместилищем для нефти, газа и воды служат породы-коллекторы, заключенные в плохо проницаемые породы. И.О.Брод предложил называть их природными резервуарами, понимая под ними естественные вместилища для нефти, газа и воды, внутри которых они могут циркулировать, и форма которых обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его (коллектор) плохо проницаемыми породами.
4.2.1. Типы природных резервуаров
Природные резервуары - естественные вместилища для нефти, газа и воды, внутри которых эти флюиды могут циркулировать, и форма которых обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его (коллектор) плохо проницаемыми породами.
Рис. 4.4. Природные резервуары: а – пластовый, б – массивный однородный, в – массивный неоднородный, г – литологически ограниченный, д – литологически ограниченный в погребенной речной долине, е – пластово-массивный. Породы: 1 – непроницаемые, 2 – проницаемые, 3 – размыв (по О.К. Баженовой, Ю.К. Бурлюку, Б.А. Соколову и др., 2004 г).
Выделяют следующие типы природных резервуаров: 1. пластовые: - а) пластовые; 2. массивные: б) массивные однородные, в) массивные неоднородны; литологически ограниченные; 3 - литологически ограниченные со всех сторон: г) – прибрежных баров, д) речных долин; 4.Пластово-масивные: е) пластово-массивные (рис.4.4.).
Пластовый резервуар представляет собой коллектор, имеющий значительное распространение по площади (сотни и тысячи квадратных километров) и небольшую мощность (от долей метров до десятков метров). Они могут быть сложены как карбонатными, так и терригенными образованиями. Очень часто в толще основного горизонта пород они включают линзовидные прослойки непроницаемых пород (рис.4.5.).
Рис. 4.5. Пластовый резервуар с включением линзовидных тел глинистых пород.
1 – глины; 2 – песчаники. (по Э.А. Бакирову, В.И..Ермолкину, В.И. Ларину и др., 1980 г.).
3)Массивные природные резервуары представляют собой мощную (несколько сотен метров) толщу пластов-коллекторов различного или одинакового литологического состава. Они бывают сложены терригенными и карбонатными породами. В толще пластов-коллекторов могут быть непроницаемые прослои, однако все пласты проницаемых пород сообщаются между собой, представляя единый природный резервуар. Частным случаем массивного природного резервуара являются ископаемые рифы, представляющие собой захороненные под мощной толщей молодых отложений рифовые постройки (рис. 4.6.).
Неоднородные массивные резервуары, это такие резервуары, которые захватывают определенный стратиграфический интервал. В их строении могут принимать участие породы различного литологического состава: пески, песчаники, доломиты, известняки.
Достаточно часто неоднородные массивные резервуары представлены чередованием песчаных пластов с маломощными прослоями глинистых и алеврито-глинистых пород. В таких массивах могут чередоваться зоны в повышенными и с пониженными значениями ФЕС (фильтрационно-емкостых свойств). Благодаря наличию трещин, разломов, проницаемых окнах в глинах, в таких резервуарах пласты-коллекторы образуют единую гидродинамическую систему. На геологическом разрезе подобная картина выглядит как несколько пластов, заполненных нефтью или газом, которые имеют общий водо-нефтяной контакт (ВНК).
Рис. 4.6. Природные резервуары(по О.К. Баженовой, Ю.К. Бурлюку, Б.А. Соколову и др., 2004 г): б – массивный однородный, в – массивный неоднородный, Породы: 1 – непроницаемые, 2 – проницаемые, 3 – размыв
Неоднородные массивные резервуары, это такие резервуары, которые захватывают определенный стратиграфический интервал. В их строении могут принимать участие породы различного литологического состава: пески, песчаники, доломиты, известняки.
Достаточно часто неоднородные массивные резервуары представлены чередованием песчаных пластов с маломощными прослоями глинистых и алеврито-глинистых пород. В таких массивах могут чередоваться зоны в повышенными и с пониженными значениями ФЕС (фильтрационно-емкостых свойств). Благодаря наличию трещин, разломов, проницаемых окнах в глинах, в таких резервуарах пласты-коллекторы образуют единую гидродинамическую систему. На геологическом разрезе подобная картина выглядит как несколько пластов, заполненных нефтью или газом, которые имеют общий водонефтяной контакт (ВНК).
Литологически ограниченные природные резервуары, практически окружены со всех сторон непроницаемыми породами. Примером такого природного резервуара может служить линза песков в толще глинистых пород (рис.4.7.).
Литологически ограниченные резервуары, по определению Н. А. Еременко, представляют собой «... природные резервуары всех видов, в которых насыщающие их газообразные и жидкие углеводороды окружены со всех сторон практически непроницаемыми породами». Они образуются благодаря особенностям проявления литологического состава пород и наличию проницаемых зон или «окон проницаемости» среди непроницаемых пород.
Рис. 4.7. Природные резервуары(по О.К. Баженовой, Ю.К. Бурлюку, Б.А. Соколову и др., 2004 г):
г – литологически ограниченный, д – литологически ограниченный в погребенной речной долине, Породы: 1 – непроницаемые, 2 – проницаемые, 3 – размыв
Пластово-массивные резервуары представляют собой серию сближенных пластов, соединенных слабо проницаемыми слоями, в результате чего формируется резервуар с единым водонефтяным контактом (рис. 4.8.).
Рис. 4.8. Природные резервуары(по О.К. Баженовой, Ю.К. Бурлюку, Б.А. Соколову и др., 2004 г):
е – пластово-массивный, Породы: 1 – непроницаемые, 2 – проницаемые, 3 – размыв.
Природные резервуары, как правило, в большей своей части заполнены водой. Нефть и газ, оказавшись в свободном состоянии в природном резервуаре, заполненном водой, стремятся занять самое высокое положение в нем. Они перемещаются вверх, оттесняя воду (вследствие гравитационного эффекта), до тех пор, пока не достигнут кровли пласта-коллектора (подошвы пласта-флюидоупора). Дальнейшее их продвижение по пласту – коллектору происходит только тогда, когда кровля пласта наклонена к горизонту. И в этом случае нефть и газ перемещаются преимущественно вверх, по наклонному пласту – коллектору вблизи его кровли. Если они встретят на своем пути препятствие (литологический экран, изменение наклона пласта на обратное), то здесь (перед этим барьером) образуется скопление нефти и газа, так как нефть и газ будут экранированы этим препятствием.
.
3)Массивные гидротермальные тектонически органиченные резервуары будут иметь массивное распространение, в пределах отдельного блока, но будет ограничен разломами близкого простирания, ограничивающими зону воздействия гидротермальных процессов на измененные карбонатные породы. Подобный тип резервуара мы можем видеть на рис.4.9. (Урманская площадь, блок со скважиной 11). Особенность развития таких резервуаров по палеозойским отложениям Томской области - они накладываются на пустотное пространство, заложенное в стадию гиперенеза, когда палеозойские отложения в пермский и триасовый период были выведены на доюрскую поверхность и подвергались воздействию процессов поверхностного выщелачивания. Здесь воздействие гидротермальных растворов только улучшило коллекторские свойства пород.
В палезойских породах широко развит трещинный тип коллектора, который проявляется по всем карбонатным и кремнисто-карбонатным породам палеозойского возраста. Этот тип резевруаров мог бы быть отнесен к резервуарам, литологически ограниченным со всех сторон, если бы ограничения носили литологический характер, связанный со стадией накопления осадков или седиментогенезом. Здесь же мы имеем дело с ограничением, вызванным проявлением гидротермальных процессов, таких как выщелачивание и доломитизация, проявившихся в стадию посткатагенетического преобразования пород. Такие резервуары можно наименовать «гидротермальные тектонически ограниченные».
Рис. 4.9. Типы резервуаров, развитых в палеозойских породах Томской области. Урманская площадь – массивный однородный тип резервуара, Арчинская плоащдь – гидротермальный тектонический тип резервуара (по А.Э. Конторовичу, И.А. Иванову, А.Е. Ковешникову и др, 1991). Полые кружки – газ, черные – нефть.
Метасоматические зон трещиноватости резервуары имеют развитие в породах, подвергшихся выщелачиванию и другим гидротермальным процессам, которые сопровождаются выносом первичного материала породы и образованием вторичного пустотного пространства. Это может быть доломитизация или окремнение известняков, а в основном, это будет выщелачивание. Резервуары подобного типа будут иметь распространение, связанное с проявлением разломов и оперяющих их трещин. Пространственные очертания таких резервуаров будут всегда линейно-вытянутые. Особенностью данных резервуаров будет их непостоянство проницаемости по простиранию и изменчивость направления проявления.
Плюсом таких резервуаров является их возможное развитие в породах любого состава и генезиса. Это могут быть как осадочные породы, так и магматические и метаморфические породы.
Рассуждая логически можно предположить развитие и чисто трещинных резервуаров.
.
Карстово-трещинные резервуары являются разновидностью трещинных. Этот тип резервуара также связан с проявлением трещинной тектоники и выщелачиванием карбонатного материала пород агрессивными растворами. Отличие – наличие на пути миграции растворов участков. В которых формируются карстовые полости и даже карстовые пещеры. Открытые бурением, в частности, на территории Западной Сибири, до сегодняшнего дня подобные образования оказались выполненными глинистым материалом, что не мешает нам ожидать нахождения пещер и карстовых полостей при дальнейшем изучении доюрских образований как Западной Сибири, так, возможно, и Восточной Сибири.