- •Оглавление
- •Предисловие
- •Предисловие автора к первому изданию
- •Предисловие редактора английского издания
- •Часть первая. Введение
- •Глава 1 Введение
- •Глава 2 Распространение нефти, газа и других нафтидов
- •Условия залегания
- •Поверхностные нафтидопроявления
- •Геологический возраст пород-коллекторов
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть вторая. Природный резервуар
- •Глава 3 Порода-коллектор
- •Классификация
- •Номенклатура пород-коллекторов
- •Обломочные породы-коллекторы
- •Глины
- •Цементация обломочных пород-коллекторов
- •Хемогенные породы-коллекторы
- •Химически осажденные карбонатные породы
- •Кремнистые породы-коллекторы
- •Породы-коллекторы смешанного происхождения
- •Разрезы буровых скважин
- •Породы-коллекторы морского и неморского происхождения
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 4 Поровое пространство породы-коллектора
- •Пористость
- •Измерения пористости
- •Проницаемость
- •Измерения проницаемости
- •Эффективная и относительная проницаемость
- •Классификация и происхождение порового пространства
- •Первичная, или межзерновая, пористость
- •Вторичная, или промежуточная, пористость
- •Связь между пористостью и проницаемостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 5 Пластовые флюиды-вода, нефть, газ
- •Флюиды, содержащиеся в природных резервуарах
- •Источники информации о пластовых флюидов
- •Распределение газа, нефти и воды в резервуаре
- •Вода
- •Классификация вод нефтяных месторождений
- •Характеристика вод нефтяных месторождений
- •Происхождение соленых вод нефтяных месторождений
- •Нефть
- •Измерение количества нефти
- •Химические свойства нефти
- •Ряды углеводородов
- •Другие компоненты нефтей
- •Физические свойства нефтей
- •Природный газ
- •Измерение объема природного газа
- •Состав природного газа
- •Примеси в природном газе
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Антиклинальная теория
- •Классификация ловушек
- •Структурные ловушки
- •Ловушки, связанные с разрывными нарушениями
- •Ловушки, связанные с трещиноватостью
- •Цитированная литература
- •Первичные стратиграфические ловушки
- •Линзы и фациальные замещения обломочных пород
- •Линзы и фации хемогенных пород
- •Вторичные стратиграфические ловушки
- •Гидродинамические ловушки
- •Заключение
- •Комбинированные ловушки
- •Соляные купола
- •Распространение соляных куполов
- •Соляные штоки провинции Галф-Кост
- •Кепрок
- •Происхождение соляных куполов
- •Глава 9 Пластовые условия - давление и температура
- •Пластовое давление
- •Измерение давления
- •Градиенты давления
- •Источники пластового давления
- •Аномальные пластового давления
- •Температура
- •Измерение температуры
- •Геотермическии градиент
- •Использование результатов температурных замеров
- •Источники тепловой энергии
- •Результаты воздействия тепла
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 10 Механика природного резервуара
- •Фазовые состояния
- •Поверхностные явления
- •Поверхностная энергия; поверхностное натяжение; межфазное натяжение
- •Капиллярное давление
- •Пластовая энергия
- •Газ, растворенный в нефти
- •Режим газовой шапки (газонапорный режим)
- •Водонапорный режим
- •Гравитационные силы
- •Комбинированные источники пластовой энергии
- •Движение нефти и газа в залежи
- •Явления, связанные с разработкой залежи
- •Максимально эффективный темп добычи
- •Коэффициент продуктивности
- •Уравнение материального баланса
- •Сверхвысокопродуктивные скважины
- •Малорентабельные скважины и залежи
- •Эксплуатационный период скважин и залежей
- •Вторичные методы разработки залежей
- •Добыча газа
- •Попутный газ
- •Свободный газ
- •Экономические и правовые вопросы
- •Заключение
- •Часть четвертая Геологическая история нефти и газа
- •Глава 11 Происхождение нефти и газа
- •Граничные условия
- •Неорганическое происхождение нефти и газа
- •Органическое происхождение нефти и газа
- •Современные теории органического происхождения нефти и газа
- •Природа органического материнского вещества
- •Современное органическое вещество
- •Органическое вещество неморского происхождения
- •Превращение органического вещества в нефть и газ
- •Деятельность бактерий
- •Теплота и давление
- •Изменение нефти под влиянием теплоты и давления
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 12 Миграция и аккумуляция нефти и газа
- •Геологические условия миграции и аккумуляции
- •Дальность миграции
- •Первичная миграция
- •Вода, выжимаемая из глин и сланцев
- •Циркуляция воды
- •Седиментационная и переотложенная нефть
- •Вторичная миграция
- •Перенос частиц нефти и газа водой
- •Явления, связанные с капиллярным давлением и давлением вытеснения
- •Плавучесть
- •Влияние растворенного газа на миграцию нефти
- •Аккумуляция
- •Наклонные водонефтяные контакты
- •Литологические и стратиграфические барьеры¹
- •Вертикальная миграция
- •Время аккумуляции
- •Приток нефти и газа
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 13 Глубинная геология
- •Типы глубинных карт
- •Структурные карты и разрезы
- •Карты изопахит ( карты равных мощностей)
- •Карты фаций
- •Палеогеологические карты
- •Геофизические карты
- •Геохимические карты
- •Другие типы глубинных карт
- •Счетно-решающие машины
- •Сухие скважины
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 14 Нефтегазоносные провинции
- •Характер отложений
- •Теория углеродного коэффициента
- •Седиментационные бассейны
- •Нефте- и газопроявления
- •Несогласия
- •Зоны выклинивания проницаемых отложении
- •Региональные своды
- •Локальные ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 15 Перспективы нефтегазоносности¹
- •Открытие
- •Геологические факторы
- •Экономические факторы
- •Субъективные факторы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Общие работы
- •Сокращения, принятые в английской литературе по нефти и газу
- •Литература
- •Дополнительный список литературы
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
карт, в том числе обзорной геологической карты района, структурных карт, карт распространения песчаников, карт мощностей (изопахит), карт подземных срезов и палеогеологических карт, карт продуктивности и равных потенциалов продуктивности,
карт литофа-ций и других. Все они более подробно рассматриваются в разделе,
посвященном глубинному картированию (стр. 539-564).
Наиболее распространенный случай возникновения ловушки для нефти и газа в погребенной проницаемой толще связан с образованием антиклинальной складки.
Ловушка, приуроченная к антиклинальной складке, легче всего поддается картированию и часто может быть выявлена прямо на поверхности. Тесная связь нефтяных и газовых залежей с антиклинальными складками была подмечена еще на ранних этапах развития нефтяной геологии, что и привело к возникновению представлений, длительное время известных под названием антиклинальной теории распределения скоплений нефти и газа. Геологи повсюду вели поиски антиклиналей и куполов для постановки на них разведочного бурения, почти полностью игнорируя при этом различные другие виды ловушек. Антиклинальная теория занимала в свое время очень важное место в практике нефтепоисковых работ, поэтому небезынтересно дать здесь краткий обзор истории ее развития и постепенного преобразования позднее в
теорию ловушек.
Антиклинальная теория
Хотя различные нафтиды были известны человечеству еще во времена появления первой письменности, только после того, как они приобрели экономическое значение, люди стали всерьез задумываться над тем, почему, как и где нефть и газ аккумулируются в залежи. Начало современной нефтедобывающей промышленности [в
США] было положено в 1859 году, когда Дрейк открыл нефть в западной Пенсильвании, хотя задолго до этого нефть добывали из шахт и колодцев во многих районах земного шара. Дрейк показал, что бурение скважин с целью добычи нефти может иметь успех, а количество полученной им нефти, хотя и небольшое по сравнению с тем, что мы добываем в настоящее время, убедило мир в том, что бурение скважин представляет собой наиболее эффективный способ добычи нефти. С этого времени и впредь разведчиков нефти стал волновать один главный вопрос: где ставить бурение? Поиски ответа на этот вопрос постоянно стимулируются непрерывным повышением спроса на нефтепродукты и до настоящего времени составляют суть геологии нефти и газа.
Попытки выяснения условий, контролирующих формирование залежей, нефти и
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
газа, породили множество различных теорий, позволяющих предсказывать, где могут быть развиты такие условия и где, следовательно, можно ожидать открытия залежей.
Дольше всех привлекала к себе самое серьезное внимание антиклинальная теория [1].
Развитие этой теории как одного из аспектов геологической мысли само по себе представляет интерес, но в рамках данной работы мы можем лишь вкратце коснуться этого вопроса. Она зародилась еще до открытия Дрейка, и, с годами видоизменившись и обогатившись, по существу столь же верна сегодня, как и на заре своего существования.
Одно из наиболее ранних упоминании о связи скоплений нефти с антиклинальными складками относится к временам, предшествовавшим открытию Дрейка, когда нефтяные источники близ Гаспе, в устье реки Святого Лаврентия, восточная Канада, были обследованы сэром Уильямом Логаном в 1842 г., а затем в 1844 г. описаны им как приуроченные к антиклиналям [2]. Интерес к этому вопросу сильно возрос в связи с открытием Дрейка, и
спустя короткое время несколько геологов независимо друг от друга пришли к одинаковому выводу: нефть нужно искать в антиклиналях.
Одним из многих исследователей, изучавших условия накопления нефти и газа, был Уайт, сотрудник Второй геологической службы Пенсильвании. В 1883 г. он отказался от прежней должности и посвятил себя коммерческой деятельности в области нефтедобычи.
Прежде всего перед ним встал вопрос, можно ли предсказать наличие или отсутствие в районе газа, основываясь на сведениях о геологической структуре. Он подметил, что газовые скважины в западной Пенсильвании располагаются близ антиклиналей, из чего сделал вывод,
что между положением газовой залежи и [тектонической] структурой должна существовать какая-то связь. Его формулировка антиклинальной теории, опубликованная в 1885 г. [3] и
затрагивавшаяся в более поздних работах [4, 5], и ныне не утратила значения, которое приобрела в свое время.
Впоследствии Мак-Кой и Кейт отметили важное значение скоплений углеводородов в неструктурных ловушках, т.е. в ловушках, не связанных с антиклинальными складками. В 1934
г. вместо термина «антиклинальная теория» они предложили новый - «структурная теория»,
подчеркнув, что последний «достаточно широк», чтобы охватить залегание нефти на крыльях антиклиналей, в виде линз и в синклиналях, равно как и в антиклиналях, куполах и структурных выступах¹. Структурная теория сводилась авторами к следующему: «...Промышленные скопления нефти и газа ассоциируются со структурными нарушениями в пористых осадочных породах, причем наиболее важными в этом отношении являются антиклинали и купола» [6].
Хотя от самого термина «антиклинальная теория», возможно, следует ныне и отказаться, основной принцип, на котором она базируется и который заключается в том, что нефть и газ скапливаются в наиболее приподнятой части резервуара, как и прежде, сохраняет
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
свою силу. Единственное отличие состоит в том, что теперь, кроме антиклиналей, мы признаем большое количество других структурных форм, которые образуют вогнутую ограничивающую поверхность коллектора.
В 1934 г. Мак-Коллоф впервые ввел в употребление термин «ловушка» («trap»),
который был применен для обозначения природных резервуаров нефти и газа,
отличающихся большим разнообразием условий изоляции залежей: образование асфальтовой пробки, линзовидная форма коллектора, локальные изменения пористости пород, срезание и трансгрессивное перекрытие коллектора непроницаемыми отложениями, особенно на гомоклинальных участках, а также формирование складок и дизъюнктивных нарушений [7]. Укоренившееся признание того факта, что структурные деформации - лишь один из нескольких путей формирования ловушек и что большое число залежей может быть приурочено к ловушкам иной природы, еще более усиливало желание заменить термин «антиклинальная теория» каким-либо более широким. В настоящее время обычно используется термин «теория ловушек», причем
«ловушкой» вне зависимости от ее вида и происхождения называется объем пород любой геометрической формы, способный улавливать и накапливать нефть.
Большое значение водо-нефтяного контакта в ограничении ловушки заставило пересмотреть сложившееся в прошлом представление о том, что зеркало подземных вод, подпирающих залежь, всегда либо горизонтально, либо почти горизонтально.
Установлено, что в некоторых районах, где наблюдаются градиенты давлений пластовых вод, водонефтяной контакт имеет отчетливый наклон. Последний
¹И.М. Губкин еще в 1932 г. в своей работе «Учение о нефти» писал о структурной теории: «Теория гравитационного распределения воды, нефти и газа в зависимости от удельного веса носит название антиклинальной или вообще структурной теории» (стр. 264). В подстрочном примечании к этому И. М. Губкин отметил: «Это название не вполне правильно, ибо отображает лишь частный, хотя и распространенный случай гравитационной теории...». -
Прим. ред.
влияет на положение залежи относительно границ ловушки; залежь может смещаться на то или иное расстояние в направлении движения воды вплоть до полного вымывания нефти из ловушки. Основные представления о воздействии движущейся воды на вещества меньшей плотности изложены в классической статье Хьюберта,
описывающей физическую сторону этого явления [8]. Влияние наклонного зеркала подземных вод на положение залежи было рассмотрено Расселом [9] и на еще большем количестве примеров продемонстрировано Хьюбертом [10]. Независимо от других это явление исследовал Хилл (G.A. Hill, неопубликованная рукопись, 1961), который пришел к такому же, что и Хьюберт, выводу, а именно, что ловушка для нефти и газа в