Основы НГ(лекция 1). Основы нефтегазопромысловой геологии геология земной коры
 Скачать 0.67 Mb.
|
|
ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ ГЕОЛОГИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ Геология изучает историю возникновения, состав и строение Земли, а также историю зарождения и развития жизни на ней. Ученые предполагают, что Земля состоит из нескольких оболочек: наружной, или литосферы (до глубины 5—70 км); промежуточной, или мантии (до глубины 2850—2900 км), и ядра (на глубине 2900—6380 км). Все оболочки имеют различный химический состав, физическое состояние и свойства. Литосфера, называемая земной корой, изучена человеком лучше других оболочек Земля. Состав и строение мантии и ядра окончательно еще не выяснены. Над литосферой располагается водная оболочка, или гидросфера, покрывающая 71% всей поверхности Земли, и воздушная оболочка, или атмосфера. Нижняя граница атмосферы — поверхность суши и моря. Верхняя граница атмосферы не определена. По данным некоторых исследователей, мощность слоев атмосферы доходит до 1000 км. § 1. Состав земной коры Земная кора сложена горными породами, состоящими из минералов. Минералами называются природные вещества, приблизительно однородные по химическому составу и физическим свойствам — продукты физико-химических процессов, совершаемых в земной коре, Горные породы, — агрегаты минералов более или менее постоянного состава, которые образуют самостоятельные тела, слагающие земную кору. Горные породы по происхождению подразделяют на изверженные (магматические) и метаморфические (видоизмененные). Изверженные горные породы образовались в результате застывания на поверхности или в недрах земной коры силикатного расплава, называемого магмой. Большинство изверженных пород имеет кристаллическое строение. По своим физическим свойствам они представляют плотные, большей частью очень крепкие однородные массивы. Типичными представителями изверженных пород являются базальты, граниты. Животных и растительных остатков эти порода не содержат. Осадочные горные породы образовались в результате осаждения органических и неорганических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности материков. Мельчайшие кусочки раздробленных водой или ветром изверженных пород, а также остатки животных и растительных организмов, осаждаясь, постепенно образовывали слои и пласты. Осадочные горные породы по способу образования разделяют на четыре группы: обломочные породы (механические осадки), а также породы химического, органического и смешанного происхождения. Обломочные породы образовались в результате разрушения, переноса и отложения мелких кусочков разрушенных пород. Типичными представителями обломочных пород являются валуны, галечники, гравий, пески, песчаники, глины, аргиллиты и глинистые сланцы. Породы химического происхождения образовались вследствие выпадения солей из водных растворов или в результате химических реакций, происходящих в земной коре. Они разбиты на следующие группы: карбонатные, кремнистые, железистые, галоидные соли, сернокислые соли. К карбонатным породам относятся известняки химического происхождения, оолитовые известняки, известковые туфы, доломиты. Представителями кремнистых пород являются кремнистые туфы, образующиеся путем выпадения аморфного кремнезема из воды горячих источников. Группу железистых пород образуют различные руды железа (бурые железняки, железистые оолиты). К галоидным солям относится каменная соль. Ангидрит и гипс составляют группы сернокислых солей. Породы органического происхождения являются в большей или меньшей степени остатками животных и растительных организмов. Наиболее распространенные органогенные породы: известняки, мел, трепел и каустобиолиты. Породы смешанного происхождения сложены из материала обломочного, органического и химического происхождения. К этим породам относятся мергели, глинистые известняки, песчаные известняки, опоки. Метаморфические горные породы образовались из осадочных и изверженных пород при погружении последних на некоторую глубину в толщу земной коры. Так, под влиянием высокой температуры и давления изверженные непластичные породы превращаются в сланцеватые, а осадочные породы приобретают кристаллическую структуру. В результате горные породы, претерпевая значительные изменения, приобретают новые свойства. Особенностью пород этой группы является их сланцеватость, которая объясняется колоссальными давлениями в недрах земной коры и их кристаллической структурой. § 2. Возраст горных пород Определение возраста горных пород основано на изучении последовательности образования напластований в земной коре. На основании данных об органических остатках, составе, строении и расположении пластов относительно друг друга в вертикальном и горизонтальном направлениях учеными составлена единая, так называемая стратиграфическая шкала, отражающая главнейшие историко-геологические закономерности в развитии земной коры. Кроме того, разработана геохронологическая таблица, показывающая расположение в определенной последовательности условных отрезков времени, на которые делится история Земли. Все подразделения геохронологической таблицы характеризуются ископаемыми остатками животных и растительных организмов. Однако в горных породах Архейской и Протерозойской эр такие остатки обнаруживаются очень редко, что не позволяет четко подразделить эти эры на периоды. § 3. Формы залегания осадочных горных пород Характерным признаком осадочных горных пород является их слоистость, т. е. свойство располагаться параллельными или почти параллельными слоями, отличающимися друг от друга составом, структурой, твердостью и окраской слагающих их пород. В толще осадочных горных пород каждый слой (или пласт) отделен от другого поверхностью напластования. Поверхность, ограничивающая пласт снизу, называется подошвой; поверхность, ограничивающая его сверху, — кровлей. Следовательно, кровля нижележащего слоя является одновременно подошвой покрывающего слоя. Первичной формой залегания осадочных горных пород является горизонтально лежащий пласт, сложенный однородными породами и ограниченный более или менее параллельными напластованиями пород в кровле и подошве. Однако в результате движения земной коры первичная горизонтальная форма залегания осадочных горных пород может быть нарушена, вследствие чего пласт принимает любое наклонное положение. Наклоннозалегающий пласт характеризуется истинной, горизонтальной и вертикальной мощностями. Истинной мощностью называется длина перпендикуляра, опущенного из любой точки кровли пласта до его подошвы (АС на рис. 1). Горизонтальная мощность определяется расстоянием по горизонтали от любой точки кровли до подошвы пласта (АБ на рис. 1). Вертикальная мощность — расстояние по вертикали от любой точки кровли до подошвы пласта (АД на рис. 1). Антиклиналь  Синклиналь Рис. 1. Полная складка Движения земной коры, происходящие под влиянием глубинных процессов внутри Земли, могут быть колебательными, складчатыми и разрывными. Первые два из названных видов движения земной коры вызывают пластическое нарушение пластов горных пород, а третий вид — разломы пластов горных пород. К колебательным движениям относятся такие движения, которые вызывают вертикальные перемещения (поднятия и опускания) отдельных участков земной коры друг относительно друга. Движения этого вида происходят с момента образования Земли, наблюдаются они и в настоящее время. Результатом колебательных движений является нарушение горизонтального положения пластов осадочных горных пород с образованием очень пологих прогибов (синеклизов) и вздутий (антеклизов). Как правило, антеклизы и синеклизы нарушаются вздутиями и прогибами меньших масштабов. Образованные при этих нарушениях новые структуры называют локальными. Складчатые движения, вызывающие, как и колебательные движения, пластическое нарушение пластов горных пород, приводят к образованию складок. При рассмотрении складки земной коры в разрезе видно, что пласты в ней изогнуты волнообразно (см. рис. 1). Складка, в ядре которой находятся более молодые пласты, чем по краям, называется синклиналью. Она обычно бывает обращена изгибом вниз, и пласты на крыльях ее падают навстречу друг другу. Складка, в ядре которой находятся более древние пласты, чем по краям, называется антиклиналью. Она обращена изгибом вверх; пласты падают от нее в обе стороны. Соседние антиклиналь и синклиналь в совокупности образуют полную складку. Встретить в природе только одну полную складку почти невозможно. Как правило, за одной складкой следует вторая, за второй третья и т. д.  Складка имеет следующие основные элементы (рис. 2):
3) осевая плоскость СDЕF — воображаемая плоскость, разделяющая складку пополам; 4) ось СF — след на плане осевой плоскости; 5) угол складки МDN Таким образом, в полной складке нисходящие крылья антиклинали представляют собой восходящие крылья синклинали. В зависимости от положения осевой плоскости в пространстве и характера падения крыльев складка может иметь различные формы. Если оба крыла имеют одинаковый угол падения, складка называется прямой (рис. 3, а). Однако строение антиклинали и синклинали не всегда бывает симметричным, т. е. не всегда крылья пласта имеют одинаковые углы-падения. Если угол падения одного крыла больше угла падения другого, то такая складка называется косой (рис. 3, б). У опрокинутой складки седло перекинуто за одно из ее крыльев (рис. 3, в). Складка, у которой крылья расположены горизонтально, называется лежачей (рис. 3, г). В природе часто встречаются однокрылые складки, называемые моноклиналью, или флексурой, которые возникли в результате подъема или опускания пласта с одной стороны. Разнообразие форм складок объясняется различным приложением сил к пластам горных пород, подверженных складчатому движению. Для определения положения складки по отношению к странам света необходимо знать положение линий простирания и падения. Линией простирания называется линия пересечения горизонтальной плоскости с крылом складки. Линия, лежащая на крыле складки перпендикулярно линии простирания, называется линией падения складки.  а б  в г Рис. 3 Виды складок Разрывные движения, являющиеся следствием колебательных и складчатых видов движения, приводят к необратимому процессу образования складок разрывных форм. При разрывных движениях происходит изменение горизонтальной или складчатой формы залегания горных пород в результате интенсивного воздействия на последние внутренних сил Земли. При образовании складок пласты часто не выдерживают напряжения и разрываются. При этом образуются трещины, по которым пласты могут сместиться относительно друг друга. Помимо трещин к разрывным нарушениям относят сбросы, взбросы, сдвиги, надвиги. Нарушение, при котором одна часть складки опускается, а другая остается на прежнем месте, называется сбросом. Если одна часть складки поднимается, а другая остается на прежнем месте, то образуется взброс. При разрывных движениях особенно часто разрушаются сводовые части антиклиналей. Если сводовая часть антиклинали оказывается приподнятой по отношению к опущенным крыльям, то такая структура называется горстом. Структура, в которой сводовая часть антиклинали по отношению к неподвижным крыльям опущена, называется грабеном. Если же при разрыве пласта перемещение происходит не по вертикали, как при образовании сброса и взброса, а в горизонтальном направлении, то образуется сдвиг. Часто наблюдаются сочетания сбросов и сдвигов — сбросо-сдвиги. Платформа – основная тектоническая единица земной коры, подвергающаяся колебательным движениям с относительно небольшой амплитудой и потерявшая в связи с этим способность к резкому изменению своей первоначальной структуры. Геосинклиналь представляет собой наиболее подвижный участок земной коры, сложенный мощными толщами (до нескольких тысяч метров) осадочных горных пород. В развитии геосинклинали различают две стадии: первая — геосинклиналь представляет собой преимущественно морской бассейн с интенсивно прогибающимся дном, на котором накапливаются мощные толщи осадочных пород и вулканических лав; вторая — геосинклиналь вследствие интенсивного поднятия земной коры превращается в складчатую систему, а затем и в горы (например, Урал, Кавказ, Крым, Карпаты). Геосинклинали существуют и развиваются и в наше время. В качестве примера развивающейся геосинклинали можно привести часть Тихого океана с грядами Курильских островов. § 4. Давление и температура в недрах земной коры Давление в пласте возникает в результате действия на жидкость и газ, заключенные в нем, целого ряда сил, основной из которых во многих случаях является напор воды, поступающей в пласт из источника его питания. После вскрытия подземного резервуара под влиянием пластового давления жидкость из пласта проникает в скважину, заполняя ее на определенную высоту. Зная высоту столба жидкости в скважине Н1 (в м) и удельный вес жидкости -  (в Г/см3), можно определить действительную величину пластового давления рпл (в кГ/см2) по формуле (1)Многолетний опыт бурения скважин и разработки нефтяных и газовых месторождений показал, что пластовое давление постепенно и закономерно увеличивается с глубиной. Приращение давления (в кГ/см2) на 10 м глубины называется гидростатическим градиентом. Измерения пластовых давлений на многих месторождениях позволили установить пределы изменения гидростатического градиента давления. Оказалось, что последний колеблется от 0,8 до 1,2 кГ/см2 на каждые 10 м глубины. Средняя величина гидростатического градиента составляет 1 кГ/см на 10 м, что соответствует давлению столба воды с плотностью, равной единице. В связи с этим примерное ожидаемое пластовое давление рож.пл (в кГ/см2) на глубине Н, м составит  (2)Формулой (2) приходится часто пользоваться при разведочном бурении на малоизученных площадях, когда нет возможности установить действительное пластовое давление по динамическому уровню жидкости в скважинах, так как последние еще не пробурены. Ожидаемое пластовое давление, вычисленное по формуле (2), может существенно отличаться от действительного пластового давления, определенного по формуле (1). В подтверждение этого суждения рассмотрим схему распределения уровней жидкостей в скважинах (рис. 7).  Рис.7 Схема распределения уровней жидкости в скважинах в зависимости от гидростатического давления Независимо от места вскрытия пласта отметки уровней в скв. 1 и 2 будут находиться на одной высоте, т. е. лежать на одной воображаемой пьезометрической поверхности. Поскольку рассматриваемый пласт сообщается с поверхностью в области моря, пьезометрическая поверхность в этом случае совпадает с уровнем моря (при = 1 Г /см3 во всех скважинах). Как видно из рис.7, ожидаемое и действительное пластовые давления в скв. 1 совпадают, так как h1 является одновременно глубиной скважины и высотой уровня жидкости в ней. Таким образом,  (3)В скв. 2 ожидаемое пластовое давление окажется значительно выше действительного пластового давления:  (4)В случае расположения устья скважины ниже пьезометрической поверхности рож.пл < рпл- Если не принять соответствующие меры, после вскрытия пласта скважина начнет фонтанировать. Таким образом, в сообщающемся с поверхностью резервуаре разница между действительным и ожидаемым пластовым давлением зависит от расстояния между пьезометрической поверхностью и устьем скважины, а также от разницы между принятым и действительным удельным весом жидкости. Следует отметить, что не всегда пластовое давление определяется только условиями притока жидкости в резервуар и отбора жидкости из него. Повышение или понижение пластового давления по сравнению с гидростатическим может быть обусловлено целым рядом других причин:
Горное давление передается жидкости и газу подземного резервуара через минералы, слагающие горную породу. Следовательно величина передаваемого давления находится в прямой зависимости от механических свойств минералов. Чем больше уплотняется; порода под действием горного давления, тем меньше становится ее пористость. В результате горное давление в той или иной степени передается жидкости и газу, насыщающим поры пласта. В сообщающемся с поверхностью резервуаре горное давление влияет на уровень жидкости, поэтому ранее приведенная методика; определения пластового давления для данного случая остается справедливой. Если же резервуар изолирован, то находящиеся в нем жидкость и газ воспримут часть горного давления, что приведет к созданию анормального пластового давления, превышающего гидростатическое. Тектонические силы могут привести к повышению или понижению пластового давления по сравнению с гидростатическим в результате перемещения подземного резервуара, имевшего в момент формирования нормальное пластовое давление. Влияние температуры в основном сводится к разрушению сложных углеводородов, из которых состоит нефть и газ, с образованием большого числа простейших молекул. Это приводит к увеличению объема жидкости и газа и, следовательно, к росту пластового давления (в закрытом резервуаре). Изменение температуры может вызвать химические реакции, которые приводят к цементации пластов. Результатом этого является снижение пористости, способствующее повышению пластового давления (в закрытом резервуаре). Наличие анормально высоких пластовых давлений значительно осложняет условия бурения скважин и затрудняет разведку нефтяных и газовых месторождений. В целях предотвращения преждевременного выброса нефти и газа из залежи приходится во время бурения скважины применять утяжеленные промывочные растворы. Давлением столба этих растворов создается противодавление на пласт с анормально высоким давлением. Температура в земной коре закономерно возрастает с глубиной. Глубина (в м), при которой температура пород повышается на 1° С, называется геотермической ступенью. Установлено, что геотермическая ступень колеблется в верхних слоях земной коры от 11 до 120 м; в среднем она составляет около 33 м. Геотермическая ступень рассчитывается по формуле  (5)где Н — глубина замера температуры в м; h — глубина слоя с постоянной температурой в м; Т — температура на глубине Н в °С; t — среднегодовая температура воздуха на поверхности в °С. Поверхность слоя с постоянной температурой называется изотермической поверхностью. Для характеристики изменения температуры с глубиной иногда пользуются не геотермической ступенью, а геотермическим градиентом, показывающим прирост температуры в °С на 100 м. Геотермический градиент определяется по формуле  (6)Знать температуру на различных глубинах земной коры и в продуктивной залежи крайне необходимо в процессе бурения скважин, при проектировании системы разработки нефтяных и газовых месторождений, а также во время их эксплуатации. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 1. Осадочные горные породы — вместилища нефти и газа. В начальный период развития нефтяной промышленности многие склонны были считать, что нефть в земной коре скапливается в пустотах больших размеров или в трещинах в виде подземных озер. Однако развитие бурения скважин позволило убедиться в правильности высказанной еще в шестидесятых годах прошлого столетия идеи Д. И. Менделеева о том, что вместилищами жидкости и газа в земной коре являются осадочные горные породы с большим числом мелких сообщающихся пустот. Суммарный объем всех пустот в породе (пор, каверн, трещин) называют абсолютной или теоретической пористостью. Отношение суммарного объема пустот в породе ко всему объему породы — есть коэффициент пористости: m= Vп/V (7) где Vп — суммарный объем всех пустот в породе; V — объем породы. Суммарный объем всех пустот в породе зависит от формы слагающих породу зерен, характера их взаимного расположения и наличия цементирующего вещества. Если допустить, что все слагающие горную породу зерна имеют велпких шариков, то объем пор такой породы будет зависеть только от взаимного расположения зерен-шариков (рис. 8). Математически доказано, что размер зерен-шариков в данном случае не будет иметь значения. При наименее плотной укладке равновеликих зерен-шариков, когда две группы рядов пересекаются под углом 90°, коэффициент пористости равен 47,6% (рис. 8,а). Эта величина коэффициента пористости является теоретически максимальной. Если две группы рядов пересекаются под углом 60° (рис. 8, б), получается теоретически минимальный коэффициент пористости, равный 25,8%. Все другие формы расположения зерен-шариков дадут промежуточные значения пористости, т.е. 25,8—47,6%.  Рис. 8. Расположение зерен-шариков В действительности величина коэффициента пористости горной породы обусловливается не только формой слагающих ее зерен, но и степенью отсортированное этих зерен, наличием цементирующего вещества, связывающего зерна друг с другом, а также трещиноватостью породы. Все это обусловливает значительные колебания коэффициентов пористости различных горных пород. В горной породе, как правило, не все поры сообщаются друг с другом. Объем пустот породы, взаимно сообщающихся между собой, называется эффективной пористостью. Обычно открытые поры в горной породе насыщаются водой, нефтью или газом, а изолированные поры на том же участке могут содержать другие вещества. Отношение общего объема всех пустот в породе Vп/, заполненных водой, нефтью или газом, к суммарному объему всех пустот в породе Vn называют коэффициентом насыщения: Насыщение пор нефтью, водой и газом и движение последних по поровым каналам зависят от размера пор. В поры большого диаметра жидкость проникает легко; под влиянием силы тяжести она может перемещаться по поровым каналам на значительные расстояния. Для проникновения жидкости в поры малого диаметра (капиллярные поры) требуются большие давления. Движение жидкости по поровым каналам в этом случае становится крайне затруднительным. Способность породы пропускать при перепаде давления жидкость и газ называется проницаемостью. Существуют породы хорошо проницаемые и плохо проницаемые. Абсолютно непроницаемых пород нет.
Рис.9. Типы природных резервуаров а – пластовый; б – массивный; в – литологически ограниченный Проницаемость не характеризует количественное содержание жидкости в породе; она лишь определяет способность передвижения по поровым каналам жидкости и газов. Единицами измерения проницаемости служат дарси и миллидарси (1 мд — 1/1000 д). За единицу дарси принимается проницаемость, при которой через образец породы с поперечным сечением в 1 см2, длиной 1 см и при перепаде давления 1 кГ/см2 проходит 1 см3 жидкости с вязкостью 1 спз. При характеристике и оценке свойств горных пород часто смешивают и даже отождествляют два совершенно различных понятия — проницаемость и пористость. Следует помнить, что пористость характеризует объем пустот в породе, а проницаемость определяет способность проникновения жидкости или газа через породу. К хорошо проницаемым породам относятся пески, рыхлые песчаники, кавернозные и трещиноватые известняки. Представителями плохо проницаемых пород являются глины, гипсы, ангидриты, сланцы, глинистые известняки, песчаники и конгломераты с глинистым цементом. Выше отмечалось, что некоторая часть осадочных горных пород может вобрать в свои поры большое количество воды, газа. Пористые и трещиноватые горные породы, проницаемые для жидкостей и газа и способные быть их вместилищем, называются коллекторами. В недрах земной коры вместилищем для воды, нефти и газа служит коллектор — пласт, кровлю и подошву которого составляют пласты, сложенные плохо проницаемыми породами. Такой коллектор называют природным резервуаром. В земной коре существуют природные резервуары различных типов (рис. 9). Чаще всего природные резервуары представляют гобой пласт, заключенный между плохо проницаемыми (породами, например, пласт песка между пластами глины) (рис. 9, а). Если мощную толщу проницаемых пород, которая состоит из нескольких пластов, не отделенных плохо проницаемыми породами, покрывают и подстилают плохо проницаемые породы, то такой природный резервуар называется массивным. Примером массивного природного резервуара может служить мощная толща трещиноватых известняков, ограниченная в кровле и подошве глинистыми пластами (рис. 9, б). В земной коре встречаются природные литологически ограниченные резервуары, в которых проницаемая порода окружена со всех сторон плохо проницаемой породой (рис. 9, в). § 2. Залежи нефти и газа Подавляющее большинство природных резервуаров насыщено водой. Образовавшиеся при определенных условиях нефть и газ, попав в природный резервуар, заполненный водой, начинают перемещаться или, как говорят геологи, мигрировать. Это происходит вследствие разницы в удельном весе нефти, газа и воды. Сначала нефть и газ перемещаются до кровли подземного резервуара, а затем, если пласт наклонный, вдоль его кровли до выхода на поверхность земной коры или до какого-либо препятствия. В первом случае выходящий из подземного резервуара газ улетучивается в атмосферу, а нефть может образовать нефтяные ручьи и даже озера. Во втором случае нефть и газ скапливаются вблизи препятствия и образуют ловушку. Таким образом, ловушка есть часть природного резервуара, в которой со временем устанавливается равновесие воды, нефти и газа. Газ имеет наименьший удельный вес, поэтому он держится в верхней части ловушки. Ниже газа располагается нефть. Вода, как более тяжелая жидкость, скапливается в нижней части ловушки. В природе существуют самые разнообразные виды ловушек. Наиболее распространенными являются сводовые и экранированные ловушки (рис. 10)  Рис. 10. Типы ловушек: а — сводовая; б — литологически - экранированная; в — тектонически экранированная; г — стратиграфически экранированная Сводовые ловушки образуются в антиклинальных складках, если в кровле и подошве последних располагаются плохо проницаемые породы. В этом случае нефть и газ всплывают над водой, содержащейся в проницаемом пласте, попадают в свод антиклинали и оказываются в ловушке (рис. 10, а). В сводовой ловушке препятствием, или экраном для миграции нефти и газа, является плохо проницаемая кровля в сводовой части антиклинальной складки. Однако для образования ловушки совсем необязательно, чтобы проницаемый пласт имел форму антиклинальной складки. Ловушка может образоваться и тогда, когда хорошо проницаемая порода на некотором протяжении ограничена плохо проницаемой породой. Ловушки подобного вида называют литологически экранированными (рис. 10, б). Ловушки могут образоваться и в местах контакта по трещине — сбрасывателю пористого пласта и плохо проницаемой породы. Ловушка такого типа, называемая тектонически экранированной, показана на рис. 10, в. Как видно из рис. 10, в,  Рис. 11. Схема сводовой газо-нефтяной пластовой залежи: 1 — внутренний контур газоносности; 2 — внешний контур газоносности; 3 — внутренний контур нефтеносности; 4 — внешний контур нефтеносности нефть и газ, скопившиеся в приподнятой части пористого пласта на висячем крыле, оказались в ловушке, так как их миграция в плохо проницаемые породы лежачего крыла практически невозможна. Встречаются в природе и так называемые стратиграфически экранированные ловушки (рис. 10, г). В этом случае нефть и газ, находящиеся в наклонно залегающем пористом пласте, контактируют с горизонтально залегающими, плохо проницаемыми породами, которые служат экраном для нефти и газа. В ловушке любой формы при благоприятных условиях может произойти значительное скопление нефти и газа, называемое залежью. Форма и размер залежи обусловливаются формой и размером ловушки. Рассмотрим основные элементы и параметры нефте - газовой залежи (рис. 11). Поверхность, разделяющая нефть и воду, называется подошвой нефте -газовой залежи, или поверхностью водо - нефтяного раздела. Линия пересечения поверхности водо - нефтяного раздела с кровлей пласта называется внешним контуром нефтеносности. Линия пересечения поверхности водо -нефтяного раздела с подошвой пласта — есть внутренний контур нефтеносности. Скопление свободного газа над нефтью в залежи называется газовой шапкой. Линия пересечения поверхности нефте - газового раздела с кровлей пласта представляет внешний контур газоносности, а с подошвой пласта — внутренний контур газоносности.  Рис. 12. Схема массивной газо-нефтяной залежи: 1 — внешний контур газоносности; 2 — внешний контур нефтеносности В том случае, когда в сводовой нефте-газовой ловушке нефти и газа недостаточно для полного заполнения пласта (по всей мощности), внутренний контур газоносности или даже внутренний контур нефтеносности будут отсутствовать. Газовая шапка в пласте имеется в том случае, если давление в залежи равно давлению насыщения нефти газом при данной температуре в пласте. Если пластовое давление выше давления насыщения, то весь газ растворится в нефти. При отсутствии в пласте нефти возможно образование чисто газовой залежи, у которой существуют внешний и внутренний контуры газоносности. В нефте - газовых ловушках, образовавшихся в массивных природных резервуарах, внутренние контуры нефтеносности и газоносности отсутствуют (рис. 12). В газовых ловушках, сформировавшихся в массивных природных резервуарах, имеется только внешний контур газоносности. Геометрические размеры залежи определяются по ее проекции на горизонтальную плоскость. Высотой залежи называется расстояние по вертикали от подошвы залежи до ее наивысшей точки. Высотой нефтяной части нефте-газовой залежи называется расстояние от подошвы до газо-нефтяного раздела. Длина залежи определяется расстоянием между крайними точками, образующимися при пересечении большой оси залежи с внешним контуром нефтеносности. Ширина залежи характеризуется расстоянием между крайними точками, образующимися при пересечении малой оси залежи с кон-гуром нефтеносности. Большая и малая оси залежи проводятся взаимно перпендикулярно с центром их пересечения в своде залежи. Кроме сводовых пластовых и массивных нефте - газовых и газовых залежей, принципиальные схемы которых были рассмотрены выше, существуют пластовые экранированные и литологически ограниченные залежи нефти и газа. Следовательно, трем основным типам природных резервуаров соответствуют три основные группы залежей нефти и газа:
§ 3. Месторождения нефти и газа Под месторождением нефти и газа понимается совокупность залежей одной и той же группы (например, сводовых пластовых или массивных и т. д.), находящихся в недрах земной коры единой площади. Приведенное определение нуждается в пояснении, так как оно содержит некоторую условность и обобщенность. Условность состоит в том, что нефть и газ никогда не залегают в месте своего образования. Поэтому под термином «месторождение» надо понимать не место рождения нефти и газа, а место залегания ловушки, в которую попали эти полезные ископаемые вследствие миграции. Обобщенность заключается в том, что месторождение нефти и газа может иметь от одной до нескольких десятков залежей. Единичная залежь может считаться месторождением в том случае, если она содержит запасы нефти и газа, обусловливающие целесообразность ее разработки. Несколько залежей могут входить в одно месторождение при условии, если они характеризуются однотипными структурами, определяющими общность организации поисков, разведки и добычи нефти и газа. Однако не всегда можно определять границы месторождения только с учетом типа структуры. Иногда крупная структура характеризует целую зону нефте - газонакопления, содержащую несколько месторождений нефти и газа. Примером такой зоны может служить залегание осадочных горных пород, характеризующееся одним типом структуры — моноклиналью. Но моноклиналь на своем протяжении может иметь различного рода экранированные залежи. В этом случае не исключена возможность образования нескольких разрозненных залежей нефти и газа, требующих разного подхода к организации работ по разведке и добыче полезного ископаемого. |
