Понятие о коллекторах, природных резервуарах, ловушках. Их классификация.
Коллекторами нефти и газа называются породы, слагающие природные резервуары, способные вмещать подвижные вещества (воду, нефть, газ) и отдавать их при разработке в данной термобарической и геохимической обстановках.
Различают гранулярные (межзерновые), трещинные, кавернозные и биопустотные коллекторы. Часто встречаются промежуточные разности.
Гранулярными являются в основном песчано-алевритовые породы и некоторые разности карбонатных – оолитовые, обломочные известняки, а также остаточные породы (дресва выветривания). Пустоты коллекторов представлены порами.
Трещинными коллекторами могут быть осадочные породы, изверженные и метаморфические. В качестве трещинных коллекторов среди осадочных пород чаще всего выступают карбонатные, но бывают и песчано-алевритовые и даже глинистые, которые ранее могли являться нефтегазопроизводящими.
Кавернозные коллекторы чаще всего связаны с зонами выщелачивания с образованием пустот (каверн, пещер) в карбонатных и эвапоритовых толщах. В качестве основного процесса, образующего пустоты, чаще всего выступает карстообразование.
Биопустотные коллекторы связаны с органогенными карбонатными породами, пустоты носят внутрискелетный и межскелетный характер.
Ловушка – часть природного резервуара, в которой, благодаря различного рода структурным дислокациям, стратиграфическому или литологическому ограничению, а так же тектоническому экранированию, создаются условия для скопления нефти и газа.
Гравитационный фактор вызывает в ловушке распределение газа, нефти и воды по их удельным весам.
Классификация ловушек по Бакирову (на генетической основе):
1 класс – структурные ловушки, образованные в результате изгиба слоев или разрыва их сплошности.
2 класс – стратиграфические ловушки, сформированые в результате эрозии пластов коллекторов во время перерыва в накоплении осадков (в эпоху восходящих движений) и перекрывающие их затем непроницаемыми породами (в эпоху нисходящих движений).
3-ий класс – литологические ловушки. Образованны в результате литологического замещения пористых проницаемых пород непроницаемыми.
4-ый класс – рифогенные ловушки.
Они сформированы в результате отмирания организмов «рифостроителей» (кораллов, мшанок), накопления их скелетных остатков в форме рифового тела и последующего его перекрытия непроницаемыми породами.
Основные типы залежей нефти и газа.
Залежь нефти и газа представляет собой естественное локальное (единичное) скопление нефти и газа в ловушке.
По преобладанию жидкой фазы над газовой (или наоборот) залежи делятся на:
однофазовые — нефтяные, газовые, газоконденсатные
двухфазовые — газонефтяные, нефтегазовые.
По фазовым соотношениям содержащихся в залежи углеводородов выделяется 6 типов скоплений:
По сложности геологического строения выделяются залежи:
— простого строения — однофазные залежи, связанные с ненарушенными или слабо нарушенными структурами, продуктивные пласты характеризуются выдержанностью толщин и коллекторских свойств по площади и разрезу;
— сложного строения — одно- и двухфазные залежи, характеризующиеся невыдержанностью толщин и коллекторских свойств продуктивных пластов по площади и разрезу или наличием литологических замещений коллекторов непроницаемыми породами, либо тектонических нарушений;
— очень сложного строения — одно- и двухфазные залежи, характеризующиеся как наличием литологических замещений или тектонических нарушений, так и невыдержанностью толщин и коллекторских свойств продуктивных пластов.
Согласно классификации А. А. Бакирова выделяются четыре основных класса локальных скоплений нефти и газа:
К классу структурных залежей относятся залежи, приуроченные к различным видам локальных тектонических структур. Наиболее часто встречающиеся залежи этого класса – сводовые, тектонически экранированные и приконтактные.
Сводовые залежи формируются в сводовых частях локальных структур.
Сводовые залежи: а – ненарушенные, б – нарушенные, в — структур, осложненных криптодиапиром или вулканогенными образованиями, г — солянокупольных структур; 1 — нефть в профиле, 2 — нефть в плане, 3 — стратоизогипсы по кровле продуктивного пласта, 4 – нарушения, 5 – известняки, 6 — вулканогенные образования, 7 — соляной шток, 8 – пески, 9 – глины, 10 — грязевой вулкан и диапиры, 11 – мергели
Тектонически экранированные залежи формируются вдоль разрывных смещений, осложняющих строение локальных структур.
Тектонически экранированные залежи: а – присбросовые, б – привзбросовые, в — структур, осложненных диапиризмом или грязевым вулканизмом, г — солянокупольных структур, д – поднадвиговые
Приконтактные залежи образуются в продуктивных пластах, контактирующих с соляным штоком, глиняным диапиром или же с вулканогенными образованиями.
Приконтактные залежи: а — с соляными штоками, б — с диапировыми ядрами или с образованиями грязевого вулканизма, в — с вулканогенными образованиями
Рифовые образуются в теле рифовых массивов.
Залежи рифогенных образований, приуроченные: а — к одиночным рифовым массивам, б — к группе (ассоциации) рифовых массивов
В составе класса литологических залежей выделяются две группы залежей: литологически экранированных и литологически ограниченных.
Залежи литологически экранированные располагаются в участках выклинивания пласта-коллектора. Они связаны с выклиниванием пласта-коллектора по восстанию слоев; с замещением проницаемых пород непроницаемыми.
Литологически экранированные залежи, приуроченные к: а — участкам выклинивания пласта-коллектора по восстанию слоев, б — к участкам замещения проницаемых пород непроницаемыми, в — экранированные асфальтом
Залежи литологически ограниченные приурочены к песчаным образованиям ископаемых русел палеорек (шнурковые или рукавообразные), к прибрежным песчаным валоподобным образованиям или к гнездообразно залегающим породам-коллекторам, окруженным со всех сторон плохопроницаемыми породами
Литологически ограниченные залежи, приуроченные: а — к песчаным образованиям ископаемых русл палеорек, б — к прибрежным песчаным валоподобным образованиям ископаемых баров, в — к гнездообразно залегающим песчаным коллекторам
Залежи стратиграфического класса могут быть приурочены к участкам стратиграфических несогласий на антиклиналях и куполах, на моноклиналях (залежи под несогласиями на тектонических структурах), а также на эродированной поверхности погребенных останцев палеорельефа (останцевые), а местами и погребенных выступов кристаллических пород (выступовые).
Залежи стратиграфического класса, связанные со стратиграфическими несогласиями: а — в пределах локальных структур, б — на моноклиналях, в — на поверхности погребенных останцев палеорельефа, г — на поверхности погребенных выступов кристаллических пород
Классификация залежей нефти и газа по их запасам:
Источник
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