Геология нефти и газа: основы и классификации

Геология нефти и газа

Преподаватель: МАМЕДОВ Р.А.
Учебное заведение: РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СЕРГО-ОРДЖОНИКИДЗЕ
Кафедра: ГЕОЛОГИИ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ
Город: МОСКВА, 2020

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
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

Характеризуются выдерживаемой стратиграфической приуроченностью коллекторов и движением флюидов по напластованию. Роль энергии нефти и газа незначительна.

Условные обозначения: 1 – порода-флюидоупор; 2 – порода-коллектор.

Природные резервуары: Массивные

Характеризуются невыдержанной стратиграфической приуроченностью и движением флюидов по вертикали. Роль энергии нефти и газа значительна.

Условные обозначения: 1 – порода-флюидоупор; 2 – порода-коллектор; 3 – размыв.

Природные резервуары: Литологически ограниченные

Характеризуются выдержанной стратиграфической приуроченностью и локальным движением флюидов. Роль энергии нефти и газа является основной.

Условные обозначения: 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.

Объемная модель и структурная 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

Основные факторы:

• 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.

Скопления нефти и газа

Иерархия скоплений:

• Залежи нефти и газа;
• Месторождения нефти и газа;
• 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	Приуроченные к участкам выклинивания, замещения, экранированные асфальтом
—	Литологически ограниченные	Палеореки, ископаемые бары, линзовидные
Стратиграфические	Связанные со стратиграфическими несогласиями	Срезанные эрозией, выступы фундамента

Элементы залежи

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

Структурный класс: Залежи антиклинальных структур

Сводовые:

• ненарушенного строения;
• с тектоническим нарушением;
• осложненные соляным штоком;
• осложненные вулканогенным образованием.

Структурный класс: Тектонически-экранированные

• присбросовые / привзбросовые;
• поднадвиговые;
• осложненные солянокупольными структурами;
• осложненные диапиризмом или грязевым вулканизмом.

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 Литологический классы

Рифогенный: Залежи, связанные с рифовыми массивами.

Литологический класс:

• Литологически экранированные (выклинивание, замещение, асфальтовые экраны).
• Литологически ограниченные (палеореки, ископаемые бары, линзы).

Заключение

Благодарю за внимание!