- •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
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ПРИРОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР
Природным резервуаром (petrolium reservoir) называется часть породы,
содержащая залежи нефти и газа. Можно сказать, что расположение каждой нефтяной и газовой залежи обусловливается влиянием комплекса взаимосвязанных геологических факторов. Любой отдельно взятый резервуар неповторим в деталях,
однако могут быть подмечены и общие черты сходства, которые позволяют создать широкие классификации основных элементов, характеризующих особенности резервуаров.
Природный резервуар состоит из четырех неотъемлимых элементов, каждый из которых характеризуется весьма различной степенью развития, имеет много градаций и отличается от других по важности влияния на размещение и размер залежей углеводородов. Эти элементы следующие:
1. Порода-коллектор или вмещающий материал. Состав и структура породы-коллектора, непрерывность или прерывистость ее распространения в плане представляют важнейший интерес для геологии нефти и газа. Границы распространения породы-коллектора могут совпадать с контурами нефтяной залежи,
если, например, нефть и газ заполняют линзовидное коллекторское тело; в других случаях порода-коллектор, хотя и развита на обширной площади, может быть природным резервуаром только на отдельных благоприятных участках.
2. Поровое или пустотное пространство, иногда именуемое также коллекторским пространством. Оно обычно выражается в количественном отношении посредством дроби или в виде процентной величины от общего объема породы
(например, 0,23 или 23%) и называется ее пористостью. Под эффективным поровым пространством подразумевается та часть породы-коллектора, которая доступна для миграции и аккумуляции нефти и обеспечивает сохранность последней. Степень свободы перемещения флюидов через соединяющиеся между собой поры породы называется ее проницаемостью. Пористость и проницаемость - свойства породы,
зависящие от наличия в ней порового пространства. Они представляют особый интерес для геолога-нефтяника, поскольку определяют способность коллектора удерживать и отдавать нефть.
3. Содержание флюидов, включая воду, нефть и газ, в эффективном поровом пространстве породы-коллектора. При благоприятных условиях нефть и газ концентрируется в залежи, но большая часть резервуара за пределами залежей содержит только воду или воду с миллионными долями нефти и газа. Нефть и газ в таком случае залегают в водоносном пласте, т.е. в водной обстановке. Флюиды могут
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
находиться в состоянии статического или динамического равновесия, иными словами,
покоиться на месте или быть в движении. За время своей геологической истории они,
несомненно, в какие-то периоды приходили в движение, а может быть, находились в непрерывном движении в связи с изменениями пластовых условий, которые могли быть вызваны эрозией, осадконакоплением, деформацией пород, или в связи с какими-
то другими изменениями, изменяющими давление, температуру, плотность, объем и химические свойства флюидов. Эти изменения заставляют флюиды перемещаться вдоль градиентов из зон высокой потенциальной энергии к зонам более низкой потенциальной энергии. Хотя движение флюидов в пласте не поддается непосредственному наблюдению, доказательством его существования является концентрация нефти и газа в залежах и многочисленные данные о градиентах давления флюидов.
Резервуарная ловушка или просто ловушка, обуславливающая удержание нефти и газа в залежи. Большинство геологов рассматривает ловушку как форму, которую принимает та или иная часть породы-коллектора, благодаря чему в недрах создаются условия для формирования залежи нефти. Как мы увидим ниже (стр. 327-330: глава 7,
гидродинамические ловушки – А.Ф.), образование ловушки в некоторых случаях может быть частично связано с наличием градиентов давления флюидов, содержащихся в пласте. В понимании автора ловушка представляет собой форму залегания породы-
коллектора в совокупности с поровым пространством последней.
Ловушки образуются в результате самых разнообразных сочетаний структурных и стратиграфических особенностей пород-коллекторов. Ловушка обычно состоит из непроницаемой покрышки, которая перекрывает и запечатывает пористую и проницаемую породу, вмещающую нефть и газ. Верхнее ограничение ловушки имеет вогнутую форму; кровля ловушки обычно изогнута в виде свода, но может иметь форму угла или остроконечной вершины. На практике термин «ловушка», как правило,
означает любую комбинацию структурной формы с проницаемыми и слабопроницаемыми породами, которая способна предотвратить утечку нефти и газа как в латеральном, так и в вертикальном направлениях благодаря наличию разницы в давлении или удельном весе углеводородных флюидов и воды. Иногда природные резервуары занимают весь объем ловушки, так что, если бы происходил приток каких-
либо дополнительных количеств нефти и газа, они разливались бы вокруг ловушки,
занимая положение вблизи ее нижнего края. В других случаях резервуар составляет только часть видимой емкости ловушки.
Нижняя граничная поверхность резервуара представляет собой (полностью или
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
частично) плоскость контакта нефти и газа с подстилающей массой воды, на которой покоится залежь. Эта плоскость известна как водо-нефтяной контакт или водо-
нефтяная поверхность¹. Вода заполняет все поровое пространство коллектора ниже водо-нефтяного контакта и ту часть порового пространства резервуара, которая не занята нефтью и газом. Если вода неподвижна, плоскость контакта горизонтальна или почти горизонтальна. Однако, когда вода вследствие наличия градиентов гидродинамических потенциалов движется параллельно напластованию, омывая залежь, нижняя граница резервуара может представлять собой наклонную плоскость; в
таком случае говорят, что залежь имеет наклонную, или опрокинутую, поверхность водо-нефтяного раздела. Иногда наклон водо-нефтяного контакта становится достаточным для того, чтобы нефть и газ вымывались из возможной ловушки, которая в таких условиях не эффективна и не обеспечивает возникновения ни резервуара, ни залежи.
Эти общие соображения о характере природного резервуара, вероятно,
приложимы к большинству известных на всем земном шаре залежей нефти и газа. В
последующих пяти главах упомянутые элементы природного резервуара рассматриваются подробно, поскольку комбинации их, способствующие удержанию нефти и газа в залежи, характеризуются различными соотношениями этих элементов².
¹Водо-нефтяную поверхность следует отличать от поверхности зеркала грунтовых вод, термина, давно использующегося в гидрогеологии для обозначения поверхности, ниже которой все поры заполнены водой. Зеркало грунтовых вод является, следовательно, поверхностью раздела вода — воздух в отличие от водо-нефтяной поверхности, известной в геологии нефти и газа.
²Необходимо отметить, что при такой трактовке терминов «коллектор», «природный резервуар» и «ловушка» нет четкого разграничения между ними и по существу ставится знак равенства между последними двумя понятиями. Нам представляется целесообразным сформулировать эти понятия следующим образом: коллектор - горная порода, в которой в термодинамических условиях верхней части земной коры возможна дифференциация нефти, газа и воды под действием гравитационных сил; природный резервуар - геологическое тело, сложенное породами-коллекторами и ограниченное флюидоупором, в котором при прочих благоприятных условиях возможно формирование залежи нефти или газа; ловушка — часть природного резервуара, в котором нефть и газ могут находиться в состоянии гидродинамического, равновесия в количествах, достаточных для образования залежей (больше
1000 м³). - Прим. ред.