Шпоры по геологии нефти и газа (3). 1. Метановые Углеводороды
 Скачать 1.29 Mb.
|
|
15. Значения ретроградных процессов (ретроградное испарение и ретроградная конденсация при формировании залежей) Ретроградные явления - переход природных углеводородных многокомпонентных систем из однофазного газообразного (однофазного жидкого) состояния в двухфазное парожидкостное состояние при изотермическом снижении давления (ретроградная конденсация) или изобарическом уменьшении температуры (ретроградное испарение). B области ретроградной конденсации при изотермическом снижении давления от P1 до Pмк происходит увеличение количества образовавшейся жидкой фазы. Дальнейшее снижение давления приводит к уменьшению объёма жидкой равновесной фазы, a при давлении P2 жидкая фаза исчезает и многокомпонентная система (MC) снова переходит в однофазное (точка C) газообразное состояние. В области ретроградного испарения при изобарическом снижении температуры от T1 до Tмк происходит увеличение количества образовавшейся газовой фазы в системе до максимального значения (рис.). Дальнейшее снижение температуры приводит к уменьшению объёма газовой равновесной фазы, a при температуpe T2 газовая фаза исчезает и многокомпонентная система (MC) снова переходит в однофазное жидкое - точка C1 состояние. Фазовая диаграмма многокомпонентной углеводородной системы: K - критическая точка многокомпонентной системы; I - область ретроградной конденсации; II - область ретроградного испарения. Mногие природные MC обладают одной ретроградной областью. Hапример, y пластовых смесей газоконденсатных месторождений наблюдается в большинстве случаев только область ретроградной конденсации. Pетроградные явления проявляются y различных по составу углеводородных MC при разных значениях давлений и температуp. Cледует отметить, что термобарические, условия, приводящие к ретроградным явлениям в пластовых смесях газоконденсатных и нефтяных месторожденийний, часто соответствуют давлениям и температурамрам, наблюдаемым в практике их разработки. Это вызывает выпадение жидких компонентов в газонасыщенных пластах, изменение состава добываемой продукции, a также продуктивности скважин. 16. Температурный режим природных резервуаров Температурные условия зк изучают с помощью непосредственных замеров температуры в скважинах. Для характеристики температурных условий недр используют два показателя – геотермическая ступень и геотермический градиент. Геотермическая ступень –это интервал по вертикали в зк(ниже зоны постоянной температуры), на котором температура пород повышается на 1С. Величина ступени колеблется от 5 до 150м. Среднее значение 33м. Под геотермическим градиентом подразумевается прирост температуры на каждые 100м. В среднем он равен 3С. На величину градиента влияет теплопроводность пород: повышение ее ведет к снижению градиента. Поэтому в разрезах, где преобладают глинистые породы (менее теплопроводные) геотермический градиент выше, чем в соленосных или карбонатных. Более разогреты всегда молодые альпийские горные сооружения и платформы. Градиент возрастает при увеличении степени дислоцированности слоев. На щитах он составляет 0.6-0.9С, на платформах 0.9-2.5С, в складчатых альпийских областях – 2.5-19С. Внутри крупных тектонических элементов положительные структурные формы (поднятия) нередко характеризуются повышенными (по сравнению с отрицательными структурами) значениями градиента. Большую роль в распределении тепла играет вода, которая может как выносить тепло, перемещаясь из депрессивных участков, так и нагреваться от сводовых структур, получивших тепло от тектонического трения и сжатия. На практике измерения температуры часто проводят в скважинах с целью определения местоположения участков с аномальными температурами. Эти исследования позволяют определить интервалы поступления газа в скважину( пониженные т-ры) или уточнить высоту подъема цемента за колонной (повышенные аномалии). По температуре можно коррелировать разрезы скважин. Температурные условия влияют на состав нефтей. С повышение температуры происходит метанизация нефтей, уменьшается вязкость, плотность, концентрация смол, асфальтенов и увеличивается выход светлых фракций. На больших глубинах при высоких температурах (200С и более) происходит деструкция нефти и переход ее в газ(метан). Метан может также разлагаться на углерод и водород. 17. Статическое и динамическое пластовые давления. Пластовым называется давление, под которым находятся флюиды в природных резервуарах. Различают статическое и динамическое пластовое давление. Под статическим подразумевают давление в резервуаре при отсутствии движения подземных вод. Динамическое устанавливается при наличии движения вод, обусловленного связью резервуара с земной поверхностью и появлением области разгрузки вод ( разгрузка может происходить по разрывным нарушениям, при эксплуатации скважин). 18. Термобарические условия природных резервуаров нефти и газа. 1) Пластовое давление – давление, под которым находятся флюиды в природных резервуарах. Значение величины пластового давления важно для научно обоснованного проектирования разведки и разработки нефтяных и газовых скоплений, а также при бурении глубоких скважин. ПД определяет силу, движущую флюиды в пласте, и является важным параметром, характеризующим энергетическую емкость залежей нефти и газа в недрах. А) статическое Б) динамическое 2) Температурный режим. Геотермические условия недр отдельного региона определяются его геологическим строением, литологическими и петрографическими особенностями горных пород, слагающих его, магматической деятельностью и рядом других факторов. Изучение температурных условий земной коры ведется с помощью непосредственных замеров температуры в скважинах или горных выработках. При замерах применяются специальные термометры, которые опускаются в скважины после установления в них температурного равновесия. Для характеристики температурных условий недр используются 2 показателя- геотермическая ступень (интервал по вертикали в земной коре ниже постоянной температуры, на котором температура горных пород повышается на 1 градус, среднее- 33м) и геотермический градиент (прирост температуры на каждые 100 м углубления от зоны постоянной температуры; в среднем 3 градуса) 19. Ловушки нефти и газа и их классификация Ловушка – часть природного резервуара, в которой может экранироваться нефть и газ, и образовываться их скопления. Углеводороды перемещаются по пласту - коллектору до тех пор, пока не встретят и не заполнят ловушку. Тогда они образуют залежи - естественные, единичные, скопления нефти и газа в коллекторе. Классификация: а) структурные, в которых флюиды улавливаются обратным падением пород, или тектоническим экраном. То есть ловушку образуют структурные формы; б)литологические - в которых флюиды улавливаются благодаря замещению по разрезу пород-коллекторов не коллекторами. Это замещение может происходить либо вследствие уменьшения толщины породы-коллектора до нуля – выклиниванием породы, либо постепенным (фациальным замещением) породы коллектора породой флюидоупором; в) стратиграфические - в которых экранирующей поверхностью является поверхность несогласия; г) рифогенные - образованные рифами; Необходимое условие образования залежи – наличие над пластами-коллекторами непроницаемых, или слабопроницаемых пород – флюидоупоров и замкнутых структур. Именно наличию покрышек кунгурской соли (нижняя пермь) обязаны своей сохранностью гигантские залежи газа, конденсата и нефти в массивных карбонатных резервуарах по периферии Прикаспийской синеклизы. Но чаще роль покрышек играют глины. Залежи могут формироваться из рассеянных углеводородов, (первичные), или из разрушенных залежей – (вторичные). Скорость накопления нефти в первичных залежах составляет n х 10–13 кг/м2с. Скорость же вторичной миграции по данным И.В.Высоцкого составляет от 12 до 700 т/год. Чаще всего ловушками служат антиклинальные складки. Такие ловушки называют традиционными. Все остальные – нетрадиционные, хотя это название устарело. В настоящее время, все чаще объектом добычи становятся залежи в неантиклинальных ловушках - рифогенных, литологических, стратиграфических. В последнее время внимание привлекают так называемые жильные залежи, связанные с зонами трещиноватости. Так же как и для ловушек существует понятие традиционных и нетрадиционных залежей. В широком смысле слова, к нетрадиционным относятся залежи в неантиклинальных ловушках, в негранулярных коллекторах, а также те, в которых запасы оказываются трудноизвлекаемыми для современных методов разработки. 20.Палеотектонические и палеогегорафические условия формирования регионально-нефтегазоносных комплексов. Изучение закономерностей скопления нефти и газа показывает, что в региональных н/г комплексах скопления УВ образуются не повсеместно. Этот процесс для каждого н/г комплекса контролируется своими литолого-фациальными, палеогеографическими и палеотектоническими условиями. При этом ведущую роль играет режим и направленность региональных тектонических движений в течении каждого отрезка геологической истории, а именно относительно устойчивые прогибания, с амплитудой достаточной для возникновения термобарических условий, необходимых для протекания процессов н/г образования. Таким образом, образование региональных комплексов связано с фазами нисходящих тектонических движений. Ареалы н/г, для различных геологический эпох, могут территориально совпадать, так и смещаться относительно друг друга, в зависимости от условий. Пространственные совпадения в нескольких н/г комплексах разного возраста наблюдается в тех случаях, когда режимы тектонических движений крупных геотектонических элементов, в течение рассматриваемых периодов, были близки, и наоборот, при разной направленности колебаний движений отмечается несовпадение ареалов н/г отложения разных возрастов. Ареалы региональных н/г отложений отдельных стратиграфических подразделений приурочены к тем местам, где осадки накопились в субаквальной среде, с анаэробной геохимиечксой обстановкой, прогибание. При этом амплитуды прогибания, в период накопившихся осадков и после, были достаточными для возникновения необходимых термобарических условий для генерации УВ и последующих миграций и формирования залежи. В фазы развития восходящих действий, накопившиеся толщи отложений не попадали в зону активной аэрации или водоообмена. 21. Нефтегазоносные комплексы в разрезе осадочного чехла, их классификация. По мере развития н/г промышленности в мире стало известно, что процессы нефтегазообразования и их скопление не является уникальными геологическими явлениями, связанными с какими-либо одним периодом геологического развития планеты, и что они проявляются в пределах различных территорий и временных интервалов. Скопления нефти и газа открыты во всех системах, начиная с докембрия, заканчивая образованиями современного возраста. Вместе с тем региональные скопления нефти и газа приурочены к определенным литолого-стратиграфическим комплексам, включая нефтегазоматеринские породы, коллекторы и покрышки. Такие комплексные отложения называются регионально нефтегазоносными. Регионально нефтегазоносные комплексы в литолого-фациальном отношении могут быть как терригенными, так и карбонатными и представлены образованиями морского, прибрежного и континентального происхождения, но главное, что они сформировались в субаквальной среде, в слабо восстановительной или восстановительной обстановке, на фоне погружения бассейна осадконакопления. 22. Породы-покрышки, их классификация. Породы-покрышки – плохопроницаемые породы, которые перекрывают скопления нефти и газа. (глина, соль, гипс, ангидрид, мергели, плотные окремнелые известняки, глинистые сланцы, плотные аргиллиты) Породы-покрышки различаются по характеру распространения и протяженности, по мощности, по литологическим особенностям, по наличию или отсутствию нарушений сплошности, однород ности сложения, плотности, проницаемости, минеральному составу. По площади: региональные – в пределах нефтегазоносной провинции или большей ее части; субрегиональные –в пределах нефтегазоносной области или большей ее части; зональные –в пределах зоны или района нефтегазонакопления; локальные –в пределах отдельных местоскоплений. Характеристики коллекторов и флюидоупоров меняются с глубиной часто неоднозначно и непредсказуемо. Например, коллекторские свойства карбонатных пород улучшаются за счет выщелачивания и образования каверн, растворения карбонатного цемента. Глинистые породы часто обезвоживаются и растрескиваются. А в терригенных породах обломочные частицы уплотняются, ближе прилегают друг к другу, в результате чего коллекторские свойства породы ухудшаются. С уверенностью можно утверждать только то, что ни идеальных флюидоупоров, ни идеальных коллекторов в природе не существует. 23. Породы-коллекторы, их свойства и классификация Породы-коллекторы – породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ, воду и отдавать их при разработке. Абсолютное большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение. Коллекторами нефти и газа являются как терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), так и карбонатные (известняки, мел, доломиты) породы. Нетрадиционные коллектора – вулканогенные, метаморфические, магматические и интрузивные породы.(Белый тигр) Пористость – это объем порового пространства, который оценивается отношением объема пор к объему горной породы. Выраженная в процентах эта величина называется коэффициентом пористости. Некоторые поры сообщаются друг с другом. Такая пористость называется открытой. Пористость, в которой каналы пор достаточно велики (> 0.2 мм) чтобы флюиды могли относительно свободно проходить сквозь них и сравнительно легко (экономически рентабельно) извлекаться, называется эффективной. Общая пористость больше, чем открытая, а открытая больше, чем эффективная. Все коллекторы по характеру пустот подразделяют на три типа: гранулярные или поровые (только обломочные горные породы), тре щинные (любые горные породы) и каверновые (только карбонатные породы). Основными показателями коллекторских свойств горных пород является пористость и проницаемость. (Общая пористость – сумма объема всех открытых и закрытых каверн,пот, трещин. Открытая пористость – суммарный объем всех сообщающихся между собой пустот, заполненных флюидом.) Если породы-коллекторы не имеют трещин и каверн и открытая пористость <5%, такие породы не являются коллекторами. (Проницаемость- определяет пропускаемость пород и нефтеотдачу) Проницаемость меряется в миллидарси, которое в системе СИ имеет размерность в м2, но реально используется одна миллионная ее часть мкм2. Классификация: Пористость незначительная эффективная пористость 0-5%, малая пористость 5-10%, достаточная пористость 10-15%, хорошая пористость 15-20%, отличная пористость 20-25%. Проницаемость: слабая 1-10 мДарси, хорошая 1-100 мДарси, отличная 100-1000 мДарси. 24.Природные резервуары нефти и газа, их классификация. ПР- естественное вместилище нефти, газа, воды, внутри которого они могут циркулировать, и форма которого обусловлена соотношением породы-коллектора с вмещающими его плохо проницаемыми породами-покрышками. - Пластовый у которого толщина (метры, первые десятки метров) намного меньше, чем площадь распространения (сотни квадратных километров). Коллектор в нем ограничен непроницаемой породой и в кровле, и в подошве. Основная циркуляция флюидов в ней происходит вдоль пласта. Гидродинамический потенциал таких резервуаров очень велик, а при отборе флюидов в нескольких локальных участках пластовые давления восстанавливаются достаточно быстро. - Массивный такой, у которого размер по разным направлениям примерно сопоставим. Обычно, это рифовые массивы, или подобные им выступовые тела. Размеры их от десятков метров до десятков километров. Циркуляция флюидов происходит в разных направлениях. Основное экранирующее значение имеет перекрытие плохо проницаемыми породами сверху. - Литологически ограниченный – проницаемые породы окружены со всех сторон плохо проницаемыми. Имеет небольшое распространение в виде линзовидных тел, движение флюидов ограничено малыми размерами самого резервуара. - Пластово-массивный – чередование пород-коллеторов с непроницаемыми породами. Сообщаемость происходит через зоны выклинивания, через зоны трещиноватости. Миграция боковая и вертикальная. - Массивно-литологический (рифовый массив) – характерна внутренняя неоднородность в распределение коллекторов и непроницаемых пород. Вертикальная миграция. - Пластово-литологический – выклинивание пласта. Боковая миграция. 3тип вопросов 1. Типы залежей нефти и газа.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||