2. Условия залегания нефти и газа в земной коре. Породы-коллекторы. Литологические типы пород-покрышек. Ловушки нефти и газа, их классификация. Породы-коллекторы

Коллектором называется горная порода, способная вмещать флюиды (нефть, газ и воду) и обеспечивать при создании перепада давлений их фильтрацию. Коллекторы обладают геолого-физическими свойствами, обеспечи­вающими в условиях разработки месторождений физическую подвижность флюидов в их пустот­ном пространстве. Абсолютно непроницаемых пород не существует, однако в условиях возможных при разработке месторождений перепадов давлений многие породы практически не проницаемы для флюидов. Такие плотные породы относят к неколлекторам.

Коллекторами называются породы, обладающие способностью к аккумуляции и фильтрации нефти, газа и воды. Эти процессы возможны, если порода имеет пустотное пространство, которое может быть представлено порами, кавернами и трещинами, объединенными в общую систему каналов.

Поры – это пустоты между минеральными зернами и обломками пород. Они имеют размеры менее 1 мм и заключены в жестком каркасе породы, называемом матрицей.

Каверны – это пустоты в горных породах размером более 1 мм.

Трещины – это совокупность разрывов сплошности породы.

Литологические типы пород-покрышек.

Сохранение скоплений нефти и газа в породах-коллекторах невозможно, если они не будут перекрыты непроницаемыми для флюидов (нефти, газа и воды) по­родами. Перекрывающие нефтяные и газовые залежи плохопроницаемые породы называют покрышками. Роль пород-нефтегазоводоупоров выполняют глины, соли, гипсы, ангидриты и некоторые разности кар­бонатных пород.

Породы-покрышки различаются по характеру распространения, мощности, наличию или отсутствию нарушений сплошности, однород­ности сложения, плотности, проницаемости, минеральному составу (табл. ).

Различают региональные, субрегиональные, зональные и локаль­ные покрышки. Региональные покрышки имеют широкое площадное распространение, характеризуются литологической выдержанностью.

Наиболее широко распространены глинистые покрышки. Глины характеризуются пластичностью, зависящей от степени дисперсности слагающих их минеральных частиц, химического состава и способности к ионному обмену этих частиц. Известно, например, что монтмориллонитовые глины обладают лучшими экранирующими свойствами по сравнению с каолинитовыми.

Надежным экраном является каменная соль, которая благодаря своей пластичности деформируется без нарушения сплошности. Ан­гидриты значительно более хрупкие, чем соль, и не являются такими надежными экранами.

Ловушки нефти и газа, их классификация.

Вместилище для нефти, газа и воды в породах-коллекторах, окруженных проницаемыми или непроницаемыми породами, называют природным резервуаром. Верхняя часть такого резервуара, где скапливается нефть и газ, называют ловушкой. Значительное, пригодное для промышленного освоения скопление нефти или газа в ловушке природного резервуара называют залежью. Совокупность залежей, связанных одним участком земной поверхности, называют месторождением.

В земной коре вместилищем для нефти, газа и воды служат по­роды-коллекторы, заключенные в плохопроницаемые породы. И.О. Брод предложил называть природными резервуарами ес­тественные вместилища для нефти, газа и воды, внутри которых эти флюиды могут циркулировать и форма которых обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его (коллектор) плохопроницаемыми породами.

Выделяются три основных типа природных резервуаров: пластовые, массивные и литологически ограниченные со всех сторон.

Как правило, большая часть природного резервуара заполнена водой. Это связано с тем, что либо породы природного резервуара первично насыщены седиментационными, или, как их еще называют, элизионными ("элизио" - выжимание), водами, либо в их поровое пространство внедрились атмосферные, т.е. инфильтрационные воды. Нефть и природный газ по отношению к седиментационной воде яв­ляются более поздними образованиями.

Нефть и газ, оказавшись в свободном состоянии в природном ре­зервуаре, заполненном водой, стремятся занять в нем самое высокое положение. Они перемещаются вверх, оттесняя воду (вследствие гра­витационного эффекта), до тех пор, пока не достигнут кровли пласта-коллектора (подошвы пласта-флюидоу пора). Дальнейшее их продви­жение по пласту-коллектору происходит только в том случае, если кровля пласта наклонена к горизонту. Тогда нефть и газ перемещаются преимущественно вверх по наклонному пласту-коллектору вблизи его кровли. Если на их пути встречается препятствие (литологический экран, изменение наклона пласта на обратное), то в этой части природ­ного резервуара, перед препятствием, образуется скопление нефти и газа.