Литология природных резервуаров

Типы природных резервуаров и ловушек углеводородов

Нефтегазоносность является одним из важнейших свойств осадочных толщ. В их состав входят определенные литолого-стратиграфические комплексы, которые отличаются региональной нефтегазоносностью в пределах обширной территории. Основными факторами, определяющими образование региональных нефтегазоносных комплексов, являются [5]:

• 1) накопление органического вещества и вмещающих его осадков в субаквальной среде с анаэробной геохимической обстановкой на фоне относительно устойчивого прогибания бассейна седиментации;
• 2) отсутствие возможности попадания рассматриваемой толщи в зону активного водообмена и аэрации в последующие фазы развития восходящих движений;
• 3) наличие в комплексе пород, характеризующихся благоприятными коллекторскими свойствами;
• 4) наличие в комплексе толщи плохо проницаемых пород — покрышек для обеспечения сохранности залежей.

Таким образом, региональный нефтегазоносный комплекс — это природная система, состоящая из совокупности горных пород, условия накопления и дальнейшее преобразование которых характеризуются благоприятными геологическими, геохимическими, гидрогеологическими, тектоническими и другими факторами, обусловившими возникновение, развитие и завершение процессов регионального нефгегазообразования и нефтегазонакопления [5].

Региональный нефтегазоносный комплекс состоит из трех частей:

• • нефтегазопроизводящей толщи, генерирующей нефть или газ;
• • нефтегазосодержащей толщи, представленной коллекторами, в которых содержатся скопления нефти и газа;
• • перекрывающей ее слабопроницаемой толщи-покрышки, обеспечивающей сохранность скоплений углеводородов.

Две последних составляющих создают природные резервуары — естественные вместилища для нефти, газа и воды, внутри которых эти флюиды могут циркулировать.

Форма природного резервуара обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его плохо проницаемыми породами. По этому принципу выделяются пластовые, массивные и литологически ограниченные природные резервуары [9].

Пластовый резервуар представляет собой коллектор, имеющий широкое площадное распространение (сотни и тысячи квадратных километров), характеризующийся небольшой мощностью (от долей до десятков метров) и ограниченный в кровле и подошве плохо проницаемыми породами. Движение флюидов по пласту — боковое по пласту.

Возможны 3 варианта строения пластового резервуара (рис. 85):

• а) пласт-коллектор однородного состава и хорошо выдержан по площади и мощности;
• б) пласт-коллектор, регионально выдержанный на больших площадях, выклинивается к сводам отдельных поднятий;
• в) пласт-коллектор представлен несколькими прослоями, сообщающимися между собой, имеющий неровную кровлю и подошву.

Массивный резервуар представляет собой мощную (несколько сот метров) толщу проницаемых пород, перекрытую сверху и ограниченную с боков плохо проницаемыми породами (рис. 86).

Рис. 85. Разновидности пластового резервуара:

1 — коллектор: 2 — экранирующая толща

Рис. 86. Схема строения массивного резервуара. Породы:

• 1 — рифовая постройка;
• 2 — известняки органогенно-обломочные: 3 — известняки глинистые;
• 4 — доломиты:
• 5 — мергели: 6 — аргиллиты

Массивный резервуар обычно приурочен к структурному, эрозионному или биогенному выступу. В толще пластов-коллекторов могут быть непроницаемые прослои, однако все пласты проницаемых пород сообщаются, представляя единую гидродинамически связанную толщу. Коллекторы могут быть представлены терригенными, карбонатными породами. Движение флюидов в массивных резервуарах — вертикальное и боковое.

Частым случаем массивного природного резервуара являются ископаемые рифы, представляющие собой захороненные под мощной толщей молодых отложений рифовые постройки.

Природные резервуары, цитологически ограниченные, практически со всех сторон окружены непроницаемыми породами. Примером такого природного резервуара является линза песчаников в глинах (рис. 87).

Кроме того, к ним относятся все участки повышенной пористости и проницаемости, которые могут возникать в различных породах по разным причинам (например, зоны дробления, выщелачивания и т. п.). Этот тип резервуара является замкнутой изолированной системой с ограниченной циркуляцией флюидов.

Рис. 87. Литологически ограниченный природный резервуар: асхема: 6 -разрез Покровского нефтяного месторождения (Волго-Уральская НГП). Породы: 1 -песчаники; 2 -нефтенасыщенные песчаники; 3 -глины; 4 — известняки.

Форма, размер, пористость и проницаемость пород резервуара определяют его вместимость, т. с. энергетический запас. У пластовых резервуаров он наибольший, т. к. флюиды, создающие напор, подтекают с огромной площади.

Часть природного резервуара, в котором может образоваться скопление нефти или газа, называется ловушкой. Схематически образование ловушки происходит следующим образом [13, 22].

Породы природного резервуара насыщены первичными седиментационными или внедрившимися инфильрационными (атмосферными) водами. Нефть и природный газ по отношению к седиментационной воде являются более поздними образованиями. Оказавшись в свободном состоянии в природном резервуаре, заполненном водой, нефть или газ стремятся занять в нем самое высокое положение. Они перемещаются вверх, оттесняя воду, до тех пор, пока достигнут кровли пласта-коллектора.

Нефть (или газ) из точки, А (или Б) может переместится в точку Л, но не может переместится из точки Л в точку, А (или Б). В точке Л нефть.

(или газ) будет задерживаться (экранироваться), т. е. заполнит ловушку (рис. 88).

Рис. 88. Схема возможных перемещений и экранирования нефти (или газа) в природном резервуаре [13]: а — в случае литологического экрана: б — в антиклинально изогнутом пласте.