Геология нефти и газа: основы и классификации

Геология нефти и газа

Преподаватель: МАМЕДОВ Р.А.
Г. МОСКВА, 2020
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СЕРГО-ОРДЖОНИКИДЗЕ
КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ

Породы-коллекторы

Это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке.

Основные петрофизические параметры горных пород:

• пористость;
• проницаемость.

Пористость

Свойство горных пород обладать пустотным пространством.

Классификация пустотного пространства по О.К. Баженовой, Ю.К. Бурлину, Б.А. Соколову и В.Е. Ханину (2004 г.)

Типы коллекторов	Пустоты	Породы
Межгранулярные (поровые)	поры	обломочные
Трещинные	трещины	карбонатные, изверженные, кремнистые, глинистые, метаморфические
Каверновые	каверны	карбонатные
Пустоты порово-трещинные	поры, трещины	—
Трещинно-каверновые	трещины, каверны	—

Виды пористости

Общая пористость: Кп. = (V всех пор / V породы)

Открытая пористость: Кп.о. = (V открытых пор / V породы)

Эффективная пористость: Кп.эф. = (V эф. / V породы)

Соотношение: Кп. > Кп.о. > Кп.эф.

Факторы, влияющие на пористость: укладка зерен, отсортированность, форма зерен.

Проницаемость

Способность горных пород пропускать через себя жидкости и газы при наличии перепада давления.

Закон Дарси:

V = (Кпр / μ * L) * (P1 — P2),

где V – скорость фильтрации (м/с), μ – динамическая вязкость фильтрующейся фазы (Па*с), L – длина образца породы (м), P1 и P2 – давление соответственно на входе и выходе из образца (Па).

1 мкм² = 1 Д = 1000 мД

Классификация пород-коллекторов

Обычно высокой пористостью и проницаемостью обладают пески, песчаники, алевролиты, кавернозные и трещиноватые известняки и доломиты («ТРАДИЦИОННЫЕ» породы-коллекторы).

Коллекторами могут быть трещиноватые глинистые сланцы, аргиллиты и ангидриты, выветрелые метаморфические и изверженные, а также трещиновато-кавернозные магматические породы («НЕТРАДИЦИОННЫЕ» породы-коллекторы).

Породы-флюидоупоры

Слабопроницаемые породы, препятствующие рассеиванию углеводородов.

Критерии оценки:

1. Литологический состав;
2. Площадь распространения;
3. Фильтрационные свойства;
4. Мощность слабопроницаемых отложений.

Природные резервуары

Естественные вместилища для нефти, газа и воды, внутри которых они могут циркулировать, и форма которых обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его (коллектор) плохо проницаемыми породами (по И.О. Броду).

Классификация природных резервуаров (по И.О. Броду и Н.А. Еременко)

Тип природного резервуара	Стратиграфическая приуроченность коллекторов	Направление движения жидкостей и газов	Возможная максимальная роль энергии, аккумулированной в нефти и газе, по отношению ко всей энергии резервуара
Пластовый	Выдерживается	По напластованию	Незначительная
Массивный	Не выдерживается	По вертикали	Значительная
Литологически ограниченный со всех сторон	Выдерживается	Локально, ограниченно	Основная

Природные резервуары: Пластовые

Тип	Стратиграфическая приуроченность	Направление движения	Роль энергии
Пластовый	Выдерживается	По напластованию	Незначительная

1 – порода-флюидоупор; 2 – порода-коллектор

Природные резервуары: Массивные

Тип	Стратиграфическая приуроченность	Направление движения	Роль энергии
Массивный	Не выдерживается	По вертикали	Значительная

1 – порода-флюидоупор; 2 – порода-коллектор; 3 – размыв

Природные резервуары: Литологически ограниченные

Тип	Стратиграфическая приуроченность	Направление движения	Роль энергии
Литологически ограниченный со всех сторон	Выдерживается	Локально, ограниченно	Основная

1 – порода-флюидоупор; 2 – порода-коллектор

Ловушки нефти и газа

Часть природного резервуара, в которой благодаря структурному порогу, стратиграфическому или литологическому экрану, или другим барьерам возможна аккумуляция нефти и газа.

Типы ловушек:

• структурный;
• стратиграфически экранированный;
• литологически экранированный.

Ловушки: Структурный тип

Объемная модель антиклинальной ловушки: 1  изогипсы кровли; 2  проницаемая порода; 3  непроницаемая порода.

Разрез и план сводовой (а) и тектонически экранированной (б) ловушек в пластовом резервуаре: 1  пластовый резервуар, частично заполненный нефтью; 2  изогипсы кровли пласта-коллектора (м); 3  залежь в плане; 4  тектоническое нарушение.

Ловушки: Структурный тип (продолжение)

Схема образования тектонически экранированных ловушек на моноклиналях: а  при изогнутом тектоническом экране; б  при пересечении двух нарушений; в  при прямом тектоническом экране ловушка не образуется; 1  изогипсы пласта-коллектора; 2  линии пересечения тектонического экрана с кровлей пласта; 3  образовавшаяся ловушка; 4  возможное направление миграции углеводородов.

Ловушки: Литологический тип

Модель ловушки, образованной в результате выклинивания природного резервуара вверх по его восстанию в непроницаемых породах: 1  пластовый резервуар, частично заполненный нефтью; 2  изогипсы кровли пласта-коллектора (м); 3  залежь в плане.

Модель ловушки (объемная и карта): 1  проницаемый пласт; 2  непроницаемый пласт; 3  изогипсы кровли пласта (м); 4  линия выклинивания проницаемого пласта.

Ловушки: Стратиграфический тип

Геологический разрез нефтяной залежи, приуроченной к эрозионному останцу: 1  известняки; 2  глины; 3  скопление нефти; 4  поверхность стратиграфического несогласия.

Модель ловушки, образованной в результате стратиграфического несогласного перекрытия пластов-коллекторов непроницаемыми породами: 1  проницаемый пласт; 2  непроницаемый пласт; 3  поверхность стратиграфического несогласия; 4  изогипсы кровли пласта (м).

Миграция углеводородов

Процесс перемещения углеводородов.

По отношению к вмещающим породам:

• первичная (эмиграция);
• вторичная;
• третичная (ремиграция).

По направлению:

• латеральная;
• вертикальная.

Факторы миграции

• Тектогенез
• Геостатическое и динамическое давления
• Капиллярные силы
• Всплывание нефти и газа
• Изменение объема пор
• Упругие силы расширения флюидов и пород
• Фильтрация
• Диффузия
• Гравитация
• Гидравлический фактор
• Энергия газа

Принцип «дифференциального улавливания»

Скопления нефти и газа

Локальные: Залежи нефти и газа, Месторождения нефти и газа.

Региональные: Зоны нефтегазонакопления, Нефтегазоносные районы, Нефтегазоносные области, Нефтегазоносные провинции, Нефтегазоносные пояса.

Залежи нефти и газа

Естественное единичное (локальное) скопление нефти и (или) газа в ловушке, контролируемое единым (общим) водонефтяным или газоводяным контактом.

По фазовому состоянию:

• Однофазные: газовые, газоконденсатные, нефтяные.
• Двухфазные: газонефтяные, нефтегазовые, нефтегазоконденсатные.

Классификация залежей (А.А. Бакиров)

Класс	Группа	Подгруппа
Структурные	Залежи антиклинальных структур	Сводовые, Тектонически экранированные, Приконтактные, Висячие
—	Залежи моноклиналей	Экранированные разрывными нарушениями, Связанные с флексурными образованиями, Связанные со структурными носами
—	Залежи синклинальных структур	—
Рифогенные	Связанные с рифовыми массивами	—
Литологические	Литологически экранированные	Выклинивание, Замещение, Экранированные асфальтом
—	Литологически ограниченные	Палеореки, Бары, Линзовидные
Стратиграфические	Связанные со стратиграфическими несогласиями	Эрозионные останцы, Погребенные выступы

Элементы залежи

• Водонефтяной контакт (ВНК)
• Газоводяной контакт (ГВК)
• Газонефтяной контакт (ГНК)
• Высота, длина, ширина залежи
• Внешний и внутренний контуры нефтеносности (газоносности)

Структурный класс: Залежи антиклинальных структур

Сводовые: ненарушенного строения, с тектоническим нарушением, осложненные соляным штоком.

Тектонически-экранированные: осложненные диапиризмом или грязевым вулканизмом, присбросовые/привзбросовые, поднадвиговые, осложненные солянокупольными структурами.

Структурный класс: Приконтактные и Висячие

Приконтактные: с вулканогенными образованиями, с соляными штоками, с диапировым ядром или образованиями грязевого вулканизма.

Висячие: ненарушенного строения, осложненные разрывными нарушениями, осложненные вулканогенными образованиями.

Рифогенный и Моноклинальный классы

Рифогенный: Залежи, связанные с рифовыми массивами.

Моноклинальный: Приуроченные к флексурным осложнениям, Экранированные разрывными нарушениями, Осложненные структурными носами.

Литологический класс

Литологически экранированные: Приуроченные к участкам выклинивания, Экранированные асфальтом или битумом, Приуроченные к местам замещения проницаемых пород непроницаемыми.

Литологически ограниченные: Приуроченные к прибрежным образованиям ископаемых баров, Приуроченные к песчаным образованиям палеорек, Приуроченные к линзам песчаных пород в слабопроницаемых отложениях.

Заключение

Благодарю за внимание!