Классификация и типы природных резервуаров и ловушек нефти и газа.
Природный резервуар – естественное вместилище нефти и газа, внутри которого возможна циркуляция флюидов (И.О. Брод, Н.А. Ерёменко).
Форма природного резервуара определяется соотношением в разрезе и по площади пород-коллекторов с вмещающими их слабо проницаемыми породами. Выделяются три типа природных резервуаров: пластовые, массивные и литологически ограниченные.
Пластовый резервуар – совокупность проницаемых пород-коллекторов, ограниченных у кровли и подошвы непроницаемыми породами (рис. 7). Обычно представлены терригенными породами и хорошо выдержаны по литологии и мощности.
Массивный резервуар – совокупность проницаемых литологически однородных или неоднородных пород-коллекторов, ограниченных в отличие от пластовых резервуаров непроницаемыми породами только у кровли или у размытой поверхности отложений, слагающих эрозионные выступы. Различают однородно-массивные и неоднородно-массивные природные резервуары.
К литологически ограниченным резервуарам относят в основном проницаемые породы-коллекторы, окружённые со всех сторон слабопроницаемыми породами (линзовидные тела). К ним также относятся резервуары, образующиеся в результате появления локальной трещиноватости или кавернозности, вследствие выщелачивания пород подземными водами, а также резервуары, возникшие вследствие ухудшения коллекторских свойств, пласта в связи с литологической изменчивостью.
Рис. 7 Типы природных резервуаров:
а – пластовый; б – однородно-массивный; в – неоднородно-массивный;
г-д – литологически ограниченный; е – пластово-массивный;
1 – породы покрышки; 2 – породы-коллекторы; 3 – поверхность несогласия.
В природе часто выделяют и пластово-массивные резервуары, которые на отдельных участках разреза имеют характер пластовых, хотя в целом выступают как массивные, т.е. представляют собой единую гидродинамическую систему, вследствие чего водонефтяные и (или) газоводяные контакты находятся на одной гипсометрической отметке.
Ловушка – часть природного резервуара, в которой благодаря отсутствию движения флюидов последние распределяются согласно закону гравитации.
В зависимости от причин, обуславливающих возникновение ловушек, различают структурный, стратиграфический и литологический типы. Последние два называют неструктурными ловушками.
К ловушкам структурного типа относят в основном сводовые и тектонически-экранированные (рис. 8).
Рис. 8 Типы ловушек структурного типа:
а – сводовая ловушка; б – тектонически-экранированная ловушка.
1 – нефть на разрезе; 2 – нефть в плане; 3 – стратоизогипсы по кровле продуктивного пласта; 4 – тектонические нарушения; 5 – известняки; 6 — вулканогенные образования; 7 – соляной шток; 8 – пески; 9 – глины; 10 – грязевой вулканизм и диапиризм; 11 – аргиллиты.
Формирование ловушек литологического типа обусловлено литологической изменчивостью пород-коллекторов: выклиниванием песчаников и алевролитов по восстанию слоёв, изменением пористости и проницаемости коллекторов, а также трещиноватостью и другими причинами (рис. 9).
Часто литологические ловушки представлены песчаными линзами преимущественно глинистых толщ, или в аллювиальных отложениях русел палеорек. Ловушками литологического типа также называют рифовые тела.
Ловушки стратиграфического типа возникают при несогласном перекрытии головных частей размытых пород-коллекторов непроницаемыми толщами. Внекоторых случаях ловушки образуются в результате появления гидродинамического экрана, созданным напором вод, циркулирующих по тектоническим нарушениям или по поверхности стратиграфического несогласия (рис. 10).
Рис. 9 Типы ловушек литологического типа:
а – литологически-экранированная; б – литологически-ограниченная;
в – приуроченная к рифовому массиву.
Условные обозначения см. на рис. 8.
Рис. 10 Типы ловушек стратиграфического типа:
а – в присводовой части антиклинали; б – на моноклинали.
Условные обозначения см. на рис. 8.
Источник
Характеристика основных типов природных резервуаров
Природные резервуары — понятийная категория, которая определяет естественные природные системы и позволяет разрабатывать геологические модели для изучения влияния строения осадочных толщ на распределение в них залежей нефти и газа в ловушках различных генетических и морфологических типов. Анализ условий формирования ПР, их классификация и типизация с учетом генетических и морфологических признаков представляет не только теоретический, но и, прежде всего, практический интерес.
Термин впервые ввел В. Вильсон в 1934 году, который понимал под природным резервуаром естественное вместилище для нефти, газа и воды
И.О. Брод (1951) определил ПР как горную породу, в которой может происходить циркуляция подвижных веществ (флюидов) в недрах.
А. Леворсен (1967) представлял ПР как часть породы, содержащей залежь нефти и газа, т.е. по существу прировнял это понятие к понятию собственно залежи нефти и газа.
В современном понимании природный резервуар — это часть нефтегазоносного комплекса (НГК), представляющая собой систему горных пород в пределах зоны профиля седиментации элементарного циклита (или нескольких соседних в разрезе циклитов), в которых могут реализоваться условия миграции и аккумуляции углеводородов (УВ). Он характеризуется следующими показателями:
— соотношением коллектора с непроницаемыми (флюидоупорными) породами;
— формой и условиями залегания;
— гидродинамическими условиями и пластовой энергией.
Следовательно, ПР состоит из двух основных элементов: коллектора и ограничивающих его пород-флюидоупоров (экранов). Верхний флюидоупор, ограничивающий движение флюидов вверх, принято называть покрышкой.
В классификации ПР, предложенной Н.А. Еременко (1988), использованы следующие понятия:
Класс природного резервуара устанавливается по литологическому составу слагающих его коллекторов и перекрывающего флюидоупора: терригенный, терригенно-карбонатный, карбонатно-терригенный, карбонатно-эвапоритовый, вулканогенно-осадочный, осадочно-вулканогенный и др. При определении класса в первой части указывается литологический состав пласта-коллектора, во второй — покрышки. Так название «терригенно-карбонатный» означает, что ПР сложен терригенными коллекторами и карбонатной покрышкой; «терригенный» — что и пласт-коллектор и покрышка представлены терригенными породами.
Основные характеристики ПР — емкостные и фильтрационные свойства и их изменчивость по разрезу и по площади определяются генезисом пород, образующих природный резервуар, то есть генетическим типом ПР. На основе изучения генезиса отложений осуществляется прогнозирование и поиски ловушек.
Природные резервуары могут быть моно- и полифациальными. Во втором случае, например, шельфовые пески могут сменяться баровыми или дельтовыми, а последние — аллювиальными образованиями, которые в совокупности формируют единую гидродинамическую систему. Монофациальные ПР в большинстве случаев имеют локальное распространение; региональные же резервуары почти всегда полифациальны.
По характеру взаимоотношения между элементами, образующими резервуар, определяют порядок ПР — простой (совершенный и несовершенный) и сложный. Использование этих понятий вызвано тем, что между пластами-коллекторами нередко залегают пачки-проводники, т.е. между коллекторами отсутствуют флюидоупоры. В этих случаях пласты могут иметь единый водонефтяной или газоводяной контакты и между ними имеется гидродинамическая связь.
Простой совершенный ПР — это пласт-коллектор с перекрывающими и подстилающими флюидоупорами.
Простой несовершенный ПР — часть простого совершенного и представляет собой сочетание пласта-коллектора с нижним или верхним флюидоупорами.
Сложный ПР — совокупность нескольких пластов-коллекторов и флюидоупоров. При этом флюидоупоры и сверху и снизу должны быть едиными для всех пластов-коллекторов.
Очень важная характеристика ПР — площадь его распространения. От нее в значительной мере зависят объем УВ и концентрация их в ловушках разных генетических и морфологических типов. В зависимости от распространенности природные резервуары могут быть региональными, зональными или локальными. Региональные ПР пространственно занимают более 50% площади седиментационного бассейна. Зональные ПР охватывают один или ряд тектонических элементов I порядка. Локальные ПР занимают часть площади тектонического элемента II порядка, либо территорию в пределах группы структур. Локальные и зональные совершенные ПР пространственно могут переходить в несовершенные в зависимости от фациальной изменчивости покрышки. Локально развитые ПР не могут образовывать крупные месторождения. Все гигантские месторождения связаны со сложными резервуарами, имеющими широкое распространение по площади.
Выявление морфологического типа ПР позволяет установить границы распространения резервуара, определить и спрогнозировать участки, наиболее благоприятные для формирования ловушек.
Выделяются три морфологических типа:
Линзовидный тип обычен при локальном развитии резервуара; плащевидный характерен для регионального или зонального распространения, а рукавообразный наиболее част при зональном развитии ПР. Последний тип связан с зонами распространения аллювиальных отложений или отложений течений либо с локальным развитием отложений мелких русел, рек, баров и т.д.
По соотношению коллектора с ограничивающими его плохо проницаемыми породами выделяются три основных типа ПР: пластовые, массивные и литологические ограниченные со всех сторон (таблица 1).
Пластовый ПР состоит из сравнительно однородного пласта-коллектора, ограниченного на значительной площади в кровле и подошве плохо проницаемыми породами.
В таком ПР мощность коллектора более или менее выдерживается на большой территории. При общем сохранении пластового характера на тех или иных локальных участках или на границе распространения коллектора может наблюдаться существенное изменение мощностей и даже полное выклинивание коллектора.
Таблица 1 – Классификация природных резервуаров (по И.О. Броду)
Источник