- •Кафедра геологии и разведки месторождений полезных ископаемых
- •21 Линия в.О., 2
- •Содержание
- •Обозначения и сокращения, принятые в нефтегазовой литературе
- •Введение
- •1. Современное состояние ресурсной базы нефтегазового комплекса России
- •2. Нефть, природный горючий газ и воды нефтяных и газовых месторождений
- •3. Происхождение нефти и газа – гипотезы, концепции и теории нефтегазообразования
- •Родилась органическая гипотеза.
- •4. Состав и строение нефтегазовмещающих толщ – коллекторы и покрышки – нефтегазоносные комплексы
- •Ловушки, контролирующие залежи – скопления нефти и газа
- •Главные элементы нефтегазового природного резервуара:
- •Размеры залежей и их формы определяются масштабами и морфологией ловушек.
- •Классификация месторождений нефти и газа по величине извлекаемых запасов нефти и геологических запасов газа *) [10]
- •Класс I. Антиклинальный Группа 1.1. Залежи антиклинальных и купольных структур
- •Класс II. Рифогенный
- •Класс III. Литологические
- •Класс IV. Стратиграфические
- •6. Зоны нефтегазонакопления – объекты локального прогноза
- •7. Система и уровни прогноза нефтегазоносности
- •8. Тектоническое и нефтегазогеологическое районирование
- •9. Показатели прогноза нефтегазоносности
- •Гидрогеохимические показатели. К числу гидрогеохимических косвенных показателей нефтегазоносности недр относятся [1, 37, 53]:
- •10. Методы оценки ресурсного потенциала нефтегазогеологических объектов и эталонные участки для сравнительного геологического анализа
- •Основные требования к эталонным участкам и примеры эталонных объектов:
- •Лено-Тунгусская нгп. Верхневилючанский эталонный участок (рис. 12).
- •11. Методы подсчета запасов нефти и газа
- •Начальные балансовые (общие, геологические) запасы нефти в залежах определяются по формуле:
- •Извлекаемые запасы нефти подсчитываются по следующей формуле:
- •Где Qизвл - извлекаемые запасы нефти, млн.Т;
- •12. Методы прогноза нефтегазоносности
- •13. Методы поисков залежей нефти и газа
- •Комплексирование независимых друг от друга по виду анализов или объектов изучения методов, безусловно, повышает достоверность получаемых результатов [23].
- •Этапы и стадии геологоразведочных работ на нефть и газа
- •15. Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья и проблемы их освоения
- •16. Развитие геологоразведочных работ на нефть и газ в условиях континентального шельфа
- •Заключение
- •Литературные источники, использованные в учебном пособии
- •Список таблиц
- •Список иллюстраций
- •Рекомендуемая литература
Размеры залежей и их формы определяются масштабами и морфологией ловушек.
По типу ловушек в России выделяются залежи антиклинального (структурного), рифогенного, литологического, стратиграфического и литолого-стратиграфического типов.
В залежах разделение флюидов происходит по гравитационному признаку – газ, нефть, краевая или подошвенная воды, которые их подстилают.
Газ, как наиболее легкий флюид, располагается в кровельной части пласта-коллектора непосредственно под покрышкой, образуя, например, газовую шапку. Ниже коллектор заполнен нефтью, а еще ниже – водой (рис. 2). При таком соотношении газа, нефти и воды залежь называется нефтяной с газовой шапкой. Если же нефтяная часть залежи значительно меньше газовой, залежь называется газовой с нефтяной оторочкой.
В недрах встречаются чисто газовые залежи, когда газ непосредственно контактирует с водой, или чисто нефтяные, когда отсутствуют свободные скопления газа. Соответственно выделяются и границы разделов: ГВК, ГНК и ВНК. По составу флюидов залежи делятся на нефтяные, нефтяные с газовой шапкой, нефтегазовые, газовые с нефтяной оторочкой, газоконденсатные, газоконденсатнонефтяные, нефтегазоконденсатные, газовые и другие.
Залежь нефти и газа надо рассматривать как «неоднородность» (вертикальную, горизонтальную), которая фиксируется в геологической среде, выражена морфологически, проявляется и регистрируется в геохимических и геофизических полях.
Залежь УВ – это тело физически и химически отраженное в окружающей среде, как на глубине (в недрах земной коры), так и на дневной поверхности Земли.
Залежь УВ – «объект», который благодаря своим миграционным свойствам проявляется в геологическом пространстве.
Залежь УВ формируется в соответствии с дискретным развитием земной коры, которое характеризуется сложным сочетанием тектонических движений, запечатленном в современном строении территории (акватории).
Залежь нефти и газа фиксируется в:
* морфоструктуре («геология» еще не успела отреагировать, а растительность, например, уже «проявила» растущую структуру – складку, разлом и т.п.);
* геологической структуре – складчатой, разломной, разломно-складчато-блоковой (соответственно формируются ловушки антиклинального и неантиклинального типов во всем их многообразии);
* геохимической среде – углеводороды отчетливо фиксируются в водоемах и водотоках, снежном покрове, почвенном слое, растительности и атмосфере;
* геофизических полях, которые исследуются разными геофизическими методами (гравиметрия, магнитометрия, электро- и сейсморазведка и др.).
Залежи нефти и газа – главное, что их отличает от залежей (месторождений) других полезных ископаемых (рудных, нерудных, твердых каустобиолитов) – это нестабильность местоположения, нефть и газ перемещаются туда, где условия для их накопления благоприятны. Сама залежь формируется только при условии ее сохранности. Поэтому, по мнению А.А.Бакирова и др. ( 1987) лучше говорить о местоскоплении нефти и газа и не употреблять термин «месторождение», хотя последний привычнее и укрепился в литературе [53].
Местоскопление нефти и газа – это ассоциация (совокупность) единичных их скоплений (залежей), приуроченных к одной или нескольким естественным ловушкам, расположенным на одной локальной площади. Другими словами, местоскопление – это участок земной коры определенного геологического строения, содержащий в себе залежь нефти и/или газа. Местоскопление – это совокупность залежей нефти и/или газа, а не совокупность пластов, насыщенных нефтью и/или газом [53].
Многочисленные и разнообразные природные скопления нефти и газа классифицируются в нескольких аспектах [30, 53]:
* по групповому углеводородному составу нефтей;
* по описательным, генетическим и техническим признакам природных газов;
* по физическому состоянию углеводородов;
* по фазовому состоянию углеводородов;
* по величине извлекаемых и геологических запасов нефти и газа;
* по морфологии резервуаров нефти и газа, определяемом типом ловушек;
* по сложности строения резервуаров (ловушек) нефти и газа;
* по приуроченности залежей нефти и газа к различным тектонотипам;
* по стратиграфическому распределению углеводородов.
Существуют и другие классификации, например, учитывающие естественный ряд нафтидов: НЕФТИ – МАЛЬТЫ – АСФАЛЬТЫ – АСФАЛЬТИТЫ - КЕРИТЫ – АНТРАКСОЛИТЫ или плотности нефтей и так далее.
Одним из важнейших показателей нефти является ее плотность (ρ), величина которой изменяется в пределах 730 – 1040 кг/м3, на практике в г/см3 – ρ = 0.730-1.040 г/см3. По плотности, выходу фракций и массовой доле парафина нефть подразделяется на 5 типов [28, 39, 53] (табл. 11):
Особо (очень) легкие – до 0.80 г/см3,
легкие - 0.80-0.84 г/см3,
средние - 0.84-0.88 г/см,
тяжелые -0.88-0.92 г/см3,
битуминозные (очень тяжелые) – более 0.92 г/см3.
В США плотность нефти измеряется в единицах API (American Petroleum Institute – градус): высокие значения API соответствуют низким значениям плотности. Например: 85 оAPI = ρ 0.654 г/см3, 50 оAPI = ρ 0.780 г/см3, 35 оAPI = ρ 0.850 г/см3, 25 оAPI = ρ 0.904 г/см3 и, наконец, 10 0API = ρ 1.000 г/см3 [39].
Таблица 11. Плотность нефти в различных единицах
Очень легкие до 0.80 г/см3 |
Легкие 0.80-0.84 г/см3 |
Средние 0.84-0.88 г /см3 |
Тяжелые 0.88-0.92 г/см3 |
Очень тяжелые более 0.92 г/см3 |
|||||
о API |
г/см3 |
о API |
г/см3 |
о API |
г/см3 |
о API |
г/см3 |
о API |
г/см3 |
конденсаты |
45 |
0.8017 |
35 |
0.8498 |
28 |
0.8871 |
20 |
0.9340 |
|
|
0.605 |
44 |
0.8063 |
33 |
0.8602 |
25 |
0.9042 |
17 |
0.953 |
85 |
0.654 |
42 |
0.8155 |
30 |
0.8762 |
|
|
15 |
0.9659 |
80 |
0.6690 |
40 |
0.8251 |
|
|
|
|
10 |
1.000 |
70 |
0.7022 |
37 |
0.8398 |
|
|
|
|
5 |
1.037 |
65 |
0.7201 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1.076 |
нефти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
0.7389 |
|
|
|
|
|
|
|
|
55 |
0.759 |
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
0.7927 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Классификация залежей по групповому углеводородному составу нефтей. В составе нефти присутствуют три основные группы углеводородов: парафиновые (алканы) (СnH2n+2) – нафтеновые (цикланы) (CnH2n) – ароматические (арены) (CnH2n-6 – ряд бензола, Сn H2n-12 – ряд нафталина).
В зависимости от группового состава УВ выделяются классы и промежуточные типы нефтей: метановые – метаново-нафтеновые – нафтеновые - нафтеново-ароматические – ароматические [47].
Классификации залежей по составу природных газов. Главными признаками описательных классификаций являются местоположение, физическое состояние и состав природных газов. По местоположению различают газы атмосферы, гидросферы, литосферы и переходные, т.е. газопроявления; по физическому состоянию – свободные, образующие самостоятельную фазу, и сорбированные (горных пород, пластовых вод – газ водорастворенный и нефтей – газ нефтяной); по составу – углеводородные, азотные, углекислые и сероводородные; углеводородные газы делятся на сухие, тощие и жирные.
В генетических классификациях газовые смеси различают по их происхождению. Отличительными признаками служат либо источники этих компонентов (органогенные, литогенные и т.п.), либо процессы, обеспечивающие их генерацию (биогенные, метаморфогенные и т.д.), либо и то и другое.
Технические (промышленные) классификации делят природные газы по их товарным качествам – по теплоте сгорания и по содержанию разных компонентов (гелиеносные, сероводородные и т.п.) .
Среди природных газов осадочной толщи, образующих промышленные скопления, выделяются сухие и жирные газы, попутные нефтяные газы, газы конденсатных месторождений, газы каменноугольных месторождений (табл. 12, 13)[11, 47, 49].
Таблица 12. Примеры жирного и сухого газа (в %) за вычетом N2 , CO2 и H2S
газы |
жирный газ |
сухой газ |
метан СН4 |
40 |
85 |
этан С2Н6 |
30 |
9 |
пропан С3Н8 |
20 |
3 |
бутан С4Н10 |
6 |
2 |
пентан С5Н12 |
4 |
1 |
Уд. вес |
1,057 |
0,674 |
Таблица 13. Типы природных газов земной коры
природная система |
дегазация или сепарация |
|
самопроизвольная |
принудительная |
|
подземный газ (пластовый) |
свободный газ |
газ дегазации и дебутани-зации сырого конденсата |
пластовая нефть |
нефтяной газ |
газ глубокой стабилизации нефти |
природная вода |
водорастворенный спонтанный газ |
водорастворенный газ |
природные гидраты |
газогидратный газ |
водорастворенный газ газогидратной воды |
горная порода |
природные газы открытого трещинно-порового пространства |
газы закрытых пор, окклюдированный, сорбированный и т.д. |
Классификация по физическому состоянию углеводородов. По физическому состоянию различают углеводороды: от СН4 до С4Н10 – газы; С5Н12 – С16Н34 – жидкости; С17Н36 – С35Н72 – твердые (парафины) [47].
Классификация залежей УВ по их фазовому состоянию. По фазовым соотношениям УВ, содержащихся в залежи, различаются семь типов скоплений:
нефтяные, нефтегазовые, газонефтяные, газонефтеконденсатные, нефтегазоконденсатные, газоконденсатные и газовые [49].
-Нефтяные залежи содержат скопления нефти с растворенным в ней газом. Содержание такого растворенного газа (газовый фактор) составляет обычно от 10 до 60 м3/м3, но в некоторых случаях может достигать и 500 м3/м3.
-Нефтегазовые – имеют в своем составе газовую шапку с нефтяной оторочкой; содержат скопления газа, подстилаемые нефтью на всей ее площади или частично.. По составу газ является жирным - содержит тяжелые гомологи метана.
-Газонефтяные - представляют собой нефтяные скопления с газовой шапкой, при этом геологические запасы нефти составляют более половины от начальных суммарных ресурсов (НСР) УВ. Такой тип местоскоплений является одним из наиболее распространенных в большинстве нефтегазоносных провинций Мира.
-Газонефтеконденсатные - в газовой залежи растворено значительное количество жидких УВ.
-Нефтегазоконденсатные - отличаются от собственно газоконденсатных наличием в нижней части резервуара жидких УВ, представляющих собой легкую нефть.
-Газоконденсатные - представляют собой скопления жирного газа и растворенных в нем более тяжелых УВ (С5Н12 и выше). Содержание стабильного конденсата может значительно изменяться и по площади крупных залежей: от 100-130 до 350-500 см3/м3.
-Газовые - нефть отсутствует, или образует оторочку, в количестве, не имеющем промышленного значения; содержат, главным образом, ШФЛУ (этан, пропан и др.). Газовые залежи могут содержать сероводород, углекислый газ, азот и, в небольших количествах, инертные газы, в т.ч. гелий.