Природные резервуары

В земной коре в природных  условиях нефть и газ занимают пустотное пространство горных пород. Пористые, проницаемые породы, способные  принимать и отдавать нефть, газ, воду при разработке, – это коллекторы. Для нефти и газа природной  емкостью служит коллектор, заключенный  в плохо проницаемых породах. Такой коллектор в неколлекторе, имеющий определенную форму, является как бы своеобразным сосудом. И.О.Брод вслед за Р.Вильсоном называет его природным резервуаром. 

Природный резервуар  – это природная емкость для  нефти и газа, внутри которого они  могут циркулировать и форма которого обусловлена соотношением коллектора с плохо проницаемыми породами. 

Американский геолог-нефтяник А.Леворсен под природным резервуаром понимает лишь ту часть коллектора, в которой нефть и газ способны образовать скопления. 

В природном резервуаре нефть, газ, вода находятся совместно. Поскольку нефть и газ легче  воды, то они всплывают кверху, поэтому  при рассмотрении природного резервуара особенно большое внимание уделяется  характеру перекрытия его непроницаемыми породами сверху – покрышке. Покрышка важна и в другом плане: создание в резервуаре артезианской, водонапорной системы возможно только при наличии  покрышки. Конечно, существенное значение имеет также наличие нижней ограничивающей водоупорной поверхности. Находящиеся в природном резервуаре нефть, вода, газ образуют энергетическую систему. На распределение нефти, газа, воды в природном резервуаре большое влияние оказывает сам характер коллектора: его мощность, однородность, степень расслоенности непроницаемыми прослоями и др. 

Характеризуя тот  или иной природный резервуар, отмечают прежде всего следующие его особенности: тип коллектора, слагающего резервуар (поровый, трещинный); соотношение коллектора с ограничивающими его непроницаемыми породами; емкость резервуара; условия залегания резервуара. 

И.О.Брод в 1951 г. по характеру  однородности коллекторов и по форме  геологического тела выделил три  типа природных резервуаров: 

I – пластовые  резервуары; 

II – массивные  резервуары; 

III – резервуары  неправильной формы, литологически ограниченные со всех сторон. 

Пластовый резервуар  представляет собой пласт-коллектор, ограниченный на значительной площади  в кровле и подошве плохо проницаемыми породами (рис. 4.2).

Пласт – элемент  слоистой осадочной толщи, литологически однородный, ограниченный двумя параллельными поверхностями. Это слой, небольшая группа слоев, выделяемая по какому-либо признаку из смежных слоев (например по наличию нефти, газа и т.д.). 

В таком пластовом  резервуаре мощность пласта более или  менее выдерживается на больших  расстояниях. Коллектор в пластовом  резервуаре – литологически однородный, но может быть и представлен тонким переслаиванием пород, причем породы, коллекторы – песчаники например, могут быть отделены друг от друга незначительными по мощности глинистыми прослоями, пропластками, иногда выклинивающимися на небольших расстояниях. 

В пластовом резервуаре существует единая гидродинамическая  система, давление в которой закономерно  изменяется в зависимости от положения  областей питания и разгрузки  вод. Жидкость и газ в пластовом  резервуаре двигаются по пласту из пониженных участков с высоким давлением в приподнятые участки с меньшим давлением. 

Массивный природный  резервуар представляет собой мощную толщу проницаемых пород, перекрытую сверху и ограниченную с боков  плохо проницаемыми породами (рис. 4.3). 

Коллекторы, слагающие  массивный резервуар, бывают литологически однородными или неоднородными. Они могут состоять из стратиграфически разновозрастных пород, разделенных перерывом. 

Массивный резервуар  может состоять из чередования различных  литологических пород (песчаников, доломитов, изверженных пород – серпентинитов), образующих единый резервуар. 

Пористость и проницаемость  таких коллекторов обусловлена  наличием в них каверн и трещин. Зоны пористости и проницаемости  в массивных резервуарах не имеют  строгой стратиграфической приуроченности. Огромное большинство массивных  резервуаров на платформах представлено карбонатными коллекторами (известняками, доломитами), в которых могут быть отдельные изолированные зоны с  хорошей пористостью и проницаемостью, и наоборот, зоны с невысокими коллекторскими свойствами. Для массивного резервуара очень важна форма кроющей поверхности. В них перемещение жидкости и газа в горизонтальном направлении не может происходить на большие расстояния, потому что ограничено непроницаемыми зонами. 

Резервуары неправильной формы, литологически ограниченные со всех сторон, – это такие резервуары, в которых коллектор со всех сторон окружен практически непроницаемыми породами. Движение жидкости или газа в них ограничено размерами самого резервуара (рис. 4.4)

Моделью такого резервуара является линза нефтеносных песчаников, заключенная в глинистой толще. 

Такие резервуары встречаются  в трех разновидностях. 

1. Резервуары неправильной  формы, ограниченные со всех  сторон непроницаемыми породами. Например, «шнурковый» песчаник тульского горизонта на Покровском месторождении в Самарской области. 

2. Резервуары, ограниченные  со всех сторон породами, насыщенными  водой. 

Такой резервуар  встречен в Аппалачском бассейне США, где грубозернистый песчаник заполнен нефтью, в окружении тонкозернистого  песчаника, заполненного водой. 

3. Встречаются резервуары, ограниченные и водой, и литологически, т.е. комбинация вышеописанных типов. 

В природном резервуаре нефть и газ мигрируют, движутся и всплывают к кровле. Дальнейшее движение возможно, если кровля резервуара имеет наклон. Если же на пути движения встретится барьер, экран, то нефть  и газ будут скапливаться, образуя  залежь. 

Часть природного резервуара, в которой может образоваться и сохраниться залежь нефти и  газа, называется ловушкой. 

В пласте-коллекторе, ограниченном плохо проницаемыми породами, препятствие движению нефти и  газа создают разные причины. 

1. Сводообразная  форма изгиба пласта-коллектора  и пласта-покрышки. Это – результат  тектонических движений. Это наиболее  простая ловушка – пласт-коллектор  в антиклинали. Основные параметры; определяющие форму и объем такой ловушки, следующие: ее площадь, ее высота, толщина пласта-коллектора. 

2. Образование ловушки  возможно и тогда, когда проницаемый  пласт вверх по восстанию полностью  выклинивается в непроницаемых  породах или замещается непроницаемыми  породами. Нередки случаи, когда  ловушка образуется в результате  стратиграфически несогласного перекрытия пласта-коллектора непроницаемыми породами более молодого возраста. 

Наиболее распространенные в природе ловушки нефти и  газа можно разделить на три типа: 

-         ловушки структурных дислокаций  или структурные ловушки; 

-         ловушки литологически ограниченные; 

-         ловушки стратиграфически экранированные. 

В практике поисков  нефти последние два типа ловушки  – это неантиклинальные ловушки, а структурные ловушки – это антиклинальные ловушки. 

В образовании литологических и стратиграфических ловушек  главным фактором являются процессы седиментации. В процессе осадконакопления в прибрежных частях палеоморей возникали линзообразные тела песчаников, или, например, если имелось древнее русло реки извилистой формы, при заполнении песчаниками формировались «шнурковые» тела песчаников. Есть ловушки комбинированных типов: в их формировании участвовали и литологический, и стратиграфический факторы. 

К сожалению, на сегодня  единой классификации ловушек нефти  нет. Иногда ловушки и залежи идентифицируются и классификация ловушек и залежей совпадает. 

Один из ученых –  нефтяников В.Б.Оленин ловушки с  нефтью или газом по форме делит  на четыре группы: 

1) изгибы;  

2) выступы;  

3) ловушки экранированные;  

4) линзы и линзовидные  ловушки. 

Среди ловушек первой группы он выделяет изгибы бокового сжатия; изгибы, образованные над ядром диапира; отраженные изгибы; изгибы, образованные над разрывом. 

Во второй группе им выделены биогермные и эрозионные выступы.  

Группа ловушек  экранирования содержит шесть разновидностей: 

-         ловушки экранирования по разрыву; 

-         ловушки экранирования по поверхности  несогласия; 

-         ловушки выклинивающиеся; 

-         ловушки экранирования жерлом  грязевого вулкана; 

-         ловушки экранирования ядром  диапира; 

-         ловушки запечатывания асфальтом.  Четвертая группа охватывает: седиментационные линзы; 

-         линзы выветривания; 

-         линзы тектонической трещиноватости. 

Имеются еще ловушки  гидродинамического экранирования  – «висячие» залежи, когда залежь прижимается к кровле пласта напором  движущейся воды. 

Американский геолог-нефтяник А.Леворсен выделяет:  

а) структурные ловушки, у которых верхняя ограничивающая поверхность изогнута выпуклой стороной вверх в связи с какой-либо деформацией коллекторского пласта; 

б) стратиграфические  ловушки, основным фактором формирования которых являются некоторые отклонения в стратиграфических соотношениях или в литологическом составе  пластов, или и то и другое вместе. К этим отклонениям относятся  фациальное замещение, локальное изменение  проницаемости, выклинивание пласта-коллектора по восстанию, независимо от того, чем  оно обусловлено; 

в) комбинированные  ловушки – комбинация двух типов  ловушек, описанных выше. 

Разнообразие геологических  процессов обуславливает разнообразие, множество форм ловушек. 

Изучение морфологических  типов различных ловушек нефти  и газа позволяет разрабатывать  оптимальную методику их выявления, картирования, разведки. Выясняя же генезис, происхождение ловушек, мы будем знать, где их искать, а это  – уже другая задача. 

Как видим, изучение морфогенеза различных ловушек  имеет и теоретическое, и практическое значение.