Стадии процесса образования, накопления и разрушения скоплений нефти и газа

Процессы образования скоплений нефти и газа в зем­ной коре представляют собой единый длительный многоста­дийный цикл, который начинается с накопления ОВ и закан­чивается разрушением сформировавшихся скоплений УВ при наступлении неблагоприятных условий для их сохранности.

В настоящее время, как и в прошлые геологические эпохи, в разных участках земной коры могли проявляться все ступени (стадии) этого единого процесса. Если в одних участках, напри­мер, в морском бассейне накапливается ОВ в осадках, в других — оно уже преобразовалось в УВ нефтяного ряда, то в третьих уча­стках — уже возможно возникновение скоплений УВ. В это же время в четвертых участках вследствие наступления разрушитель­ных условий УВ мигрировали из ловушек, перераспределились по пластам-коллекторам, а также могли сформировать новые залежи УВ, т. е. в других ловушках.

Весь цикл единого процесса подразделяется на шесть стадий, в каждой из которых были определенные геологические условия среды и действовали определенные энергетические источники.

На первой стадии — накопления ОВ — происходит накоп­ление ОВ в диффузно-рассеянной форме в водной среде, в осадках, в условиях анаэробной (без доступа кислорода) гео­химической обстановки и застойного режима вод. Основные энергетические источники: геостатическое давление, биохи­мическое воздействие микроорганизмов и ферментов.

На второй стадии — генерации УВ — происходит постепен­ное преобразование ОВ в УВ нефтяного ряда. Для этого необ­ходимы условия среды: устойчивое прогибание бассейна осадконакопления, восстановительная и слабовосстановительная геохимическая обстановка, сохранение застойного гидрогео­логического режима. Основные источники энергии: возраста­ющее геостатическое давление по мере погружения осадка, действие постепенно возрастающей температуры, действие внутренней химической и физико-химической энергии ОВ, а также действие радиоактивных минералов вмещающих пород.

На третьей стадии — миграции УВ — происходит миграция УВ (движение) из нефтегазопродуцирующих толщ в породы-кол­лекторы в свободном или водогазорастворённом состоянии. При продолжающемся устойчивом прогибании определяющим условием для миграции УВ в пластах-коллекторах выступают: на­личие прочных покрышек и хорошие коллекторские свойства пластов. Основным источником энергии при этом являются: тектонические движения в различных формах проявления (геодинамическое давление), гидродинамические процессы (дви­жение УВ в воде и с водой), движущие силы газа, действие возрастающей температуры, гравитационные силы (движение вод действием силы тяжести), электрокинематические силы, ка­пиллярные силы, молекулярные силы, приводящие к диффу­зии и др.

На четвёртой стадии — аккумуляции УВ — происходит накоп­ление УВ в ловушках, т. е. образуются скопления УВ. Помимо сохранения по-прежнему геологических условий, унаследован­ных от первых трёх стадий (застойный режим пластовых вод, наличие хороших коллекторов и прочных покрышек), главным Условием, способствующим аккумуляции УВ, является наличие региональных и локальных ловушек различного генезиса. Ос-_н£)вные источники энергии: тектонические движения, приводя­щие к образованию структурных и иных ловушек, гидродинамические силы, гравитационные силы, силы движущегося газа, электрокинематические силы, молекулярные силы, обуславливающие диффузию УВ, капиллярные силы, способствующие аккумуляции.

На пятой стадии — консервации УВ — необходимыми условиями среды являются: сохранение герметичности покрышек над залежью УВ, сохранение замкнутости ловушек после формиро­вания в них скоплений УВ, сохранение благоприятного регио­нального наклона слоев, нахождение скоплений вне зоны аэрации, сохранение застойного режима подземных вод. Источники энергии: преимущественно нисходящие формы тектонических движений, а также действие благоприятных термодинамических факторов (повышенных температуры и давления).

Шестая стадия — разрушения и перераспределения скоплений УВ — развивается при наступлении условий, нарушающих кон­сигнацию скоплений: раскрытие ловушек, попадание скоплений УВ в зоны активного водообмена, изменение регионального на­гона слоев. Источники энергии, приводящие к разрушению ранее сформировавшихся залежей нефти и газа, их окислению, образованию битумов (мальт, асфальтов и др.) или же к миграции УВ и образованию других скоплений в новых ловушках, сле­дующие: восходящие формы тектонических движений, образо­вание или активизация разрывных нарушений, движение вод в зонах активного водообмена, окисление УВ сульфатными вода­ми, разложение УВ микроорганизмами, молекулярные силы, обуславливающие диффузию УВ и др.

Таким образом, углеводороды, являясь одной из форм геоло­гической материи литосферы, претерпевают в течение геологи­ческой истории существенные изменения под влиянием геоло­гических, геохимических, биохимических, гидрогеологических и геофизических условий среды, а также внешних и внутренних источников энергии.

При прогнозировании нефтегазоносности недр, в особеннос­ти в слабоизученных территориях, необходимо изучать указан­ные выше факторы, чтобы выявить наличие благоприятных ус­ловий для протекания процесса образования скоплений УВ с учётом их консервации, либо выявить причины возможного раз­рушения ранее сформировавшихся скоплений УВ.

В ряде участков и областей на территории России установлен факт разрушения первоначальных значительных по запасам УВ нефтяных скоплений с образованием битумных залежей, извлечь которые на поверхность практически невозможно. Так, в Тата­рии выявлена огромная плошадь распространения битумных полей, залегающих в терригенно-карбонатных коллекторах на глубине от нескольких десятков метров до 400—450 м от повер­хности. Преимущественный карбонатный состав пластов и от­носительно глубокое залегание, не позволяющее применить вскрышные работы, как, например, используется при извлече­нии битумов в Канаде (Атабаска), не позволяют проводить их разработку. В Атабаске, где битуминозный песчаный пласт вы­ходит на поверхность во многих местах, путём вскрышных работ и последующей обработкой теплом на поверхности добывают нефть из битуминозных пластов.

Причины разрушения скоплений УВ подразделяются на:

]) тектонические, 2) физические, 3) физико-химические, 4) механические, 5) химические, 6) биохимические.

К тектоническим причинам относятся в основном раскрытие структурной ловушки, эрозия ловушки, изменение региональ­ного наклона для литологических и стратиграфических ловушек, а также фильтрация УВ по тектоническим нарушениям.

К физическим и физико-химическим причинам относятся: про­рывы УВ через покрышку, а также диффузия УВ (молекулярная миграция газа вверх).

В результате плохих удерживающих свойств покрышки про­исходят прорывы УВ (преимущественно газа). При этом, если в вышележащей толше имеется природный резервуар (хороший коллектор и прочная покрышка), в указанном коллекторе воз­никает вторичная газовая залежь.

Механическая причина разрушения залежей УВ связана с пе­реносом УВ движущими водами.

К химическим причинам относятся: растворение УВ в воде, а также окисление УВ водами, содержащими свободный кислород в зонах активного водообмена и окисления УВ, выходящих на поверхность кислородом воздуха.

Биохимические причины разрушения залежей нефти и газа: окисление УВ сульфатными водами в результате жизнедеятель­ности бактерий (на ВНК), а также разложение УВ и усвоение УВ микроорганизмами, которые питаются нефтью, при этом преоб­разованные бактериями УВ переходят в водный раствор или га­зовую фазу.

Дата добавления: 2014-01-05