Тимофей Крылов - Нефть & Газ. Учебный курс

Проницаемость– это характеристика структуры протоков и каналов, которые соединяют поры в породе-коллекторе. Именно проницаемость позволяет мигрировать жидкой нефти, что дает нам возможность извлекать ее через скважины и обеспечивает постоянный приток, т. е. дебит нефти.

Третье условие образования залежи нефти – это наличие ловушки. Нефть, как уже говорилось, обладает меньшей плотностью, чем вода, и даже в глубоких залежах она будет проявлять тенденцию постоянно подниматься вверх под действием окружающих ее грунтовых вод. Существует несколько типов геологических структур, которые обеспечивают такую возможность миграции углеводородов.

Ловушка– это область, ограниченная непроницаемой породой, например, солью или сланцами. Когда миграция нефти и газа сквозь проницаемую породу-коллектор останавливается такой ловушкой, в земной коре формируется резервуар нефти и газа, называемый структурой , или месторождением. Месторождение – это вскрытая, разработанная структура. Общая схема ловушки с углеводородной структурой изображена на рисунке ниже.

В геологии различают несколько типов углеводородных ловушек. Основные типы ловушек показаны на рисунке ниже.

Сводная, или купольная ловушка, возникает в областях, где пласты геологических пород вспучиваются под действием внутреннего давления. Одна из разновидностей сводных ловушек, солянокупольная ловушка возникает под действием роста соляного столба из глубинных скоплений воды. Соль деформирует и подпирает осадочные породы, в том числе и нефтегазоносные слои. По мере того, как нефтеносный слой принимает форму купола, углеводороды постепенно мигрируют в верхнюю его часть, как более легкие соединения, а вода опускается вниз. Месторождение принимает форму линзы с диаметром в несколько сотен метров или километров.

Тектоническая экранированнаяловушка создается в результате поднятия части земной коры и образования тектонических разломов. В результате избыточного давления происходит отрыв и смещение пластов с перекрыванием одного пласта другим.

Литологическая антиклиналь, с выклинивание коллектора, формируется при волнообразной деформации поверхности земной коры, словно волны, расходящиеся по поверхности земли при вулканическом извержении. При этом возникает длинная, узкая складка породы-коллектора, выпуклостью направленная вверх. Такое месторождение имеет вытянутую форму.

Стратиграфическая, или структурная ловушка, образована смещением горных пород и перекрыванием породы-коллектора слоем непроницаемой породы.

Продуктивным пластомназывают породу-коллектор, ограниченную ловушкой, в месте наибольшей концентрации и содержания углеводородного сырья. Существует три основных типа скоплений углеводородов в продуктивных пластах:

1. Сухой газ или газовый конденсат (нефть в таких случаях отсутствует);

2. Нефтяная залежь и «газовая шапка» (большое количество газа растворено в нефти, а его избыток располагается над нефтяной зоной);

3. Ненасыщенная нефть (в таких структурах нефть, как правило, достаточно вязкая, и недостаточное количество газа не дает возможность сформироваться «газовой шапке»);

На схеме пример нефтегазоносного месторождения.

Горизонтомназывают глубину залегания продуктивного пласта, т. е. ту глубину, на которую бурят скважину.

Интерваломназывают диапазон глубин, в котором размещается продуктивный пласт.

Существует пять основных признаков, которые позволяют геологам говорить о наличии нефтегазоносного продуктивного пласта:

1. Наличие насыщенной материнской породыс высоким содержанием органических соединений;

2. Наличие породы-коллекторас высокой пористостью и проницаемостью, необходимой для того чтобы обеспечить экономически обоснованный запас углеводородов для разработки месторождения и высокий дебит нефти, достаточный для обеспечения промышленной добычи;

3. Присутствие породы-покрышки, способной образовать ловушку и задерживать нефть;

4. Наличие ловушки– трехмерного образования из коллектора и покрышки, действующего как барьер для миграции нефти наверх или расползанию в стороны;

5. Правильная последовательность геологическихсобытий, которая приводит к формированию углеводородов с последующим их задержанием и сохранением в ловушке.

Сырая нефть– это смесь из многих химических веществ, однако углерод (С), водород (Н) и сера (S) составляют в ней более 95 %. Химическая валентность углерода – 4, валентность водорода – 1. Это означает, что один атом углерода может присоединить к себе четыре атома водорода. Если атомы углерода соединяются друг с другом по всем четырем электронным орбиталям, как бы образуя углеродную решетку, то получается каменный уголь, графит, или даже алмаз, в зависимости от силы давления, оказываемого на вещество.

Если говорить о нефти, то в ее состав входят тяжелые и легкие жидкие соединения углеводородов, а также газы. Так, газообразные углеводороды имеют от одного до пяти атомов углерода. Молекулы легкой нефти имеют шесть и более атомов углерода. Тяжелая нефть – это молекулы с 12-ю атомами углерода и более.

К углеводородным, или нефтяным газам принято относить Метан CH 4, Этан C 2H 6, Пропан C 3H 8, Бутан C 4H 10и Пентан C 5H 12. Такие углеводородные соединения еще называют парафинами , или предельными углеводородами . Условные схемы нефтяных газов представлены на иллюстрации.

Формально, Пентан C 5H 12принято относить к углеводородным газам, однако на практике этот газ достаточно тяжел. Поэтому в процессе добычи при атмосферном давлении и обычной температуре окружающей среды, этот газ имеет жидкую форму. Пентан является основным компонентом газового конденсата .

Газовый конденсат– это белая или светло-желтая смесь жидких углеводородов плотностью менее 0,78 г/см 3, состоящая из молекул пентана и других высших легких фракций нефти, получаемая в результате их конденсации при нормальном давлении и температуре.