Билет 18. 1. Понятие о флюидоупорах, как об экранирующих толщах.

Породы, плохо проницаемые для нефти, газа и воды, способны играть роль экранов (покрышек). Изолирующая способность пород-экранов, перекрывающих залежь в природном резервуаре, обеспечивается их низкой эффузионной и диффузионной проницаемостью для нефти и газа при перепадах давления, возникшего в ходе формирования залежи и измеряемого десятками и первыми сотнями атмосфер. Скорость фильтрации (пропускная способность) через надзалежные покрышки много меньше скорости накопления УВ. Эта скорость также недостаточна для рассеивания образовавшихся скоплений УВ на протяжении многих десятков и даже сотен миллионов лет при неизменной или слабо меняющейся общегеологической (тектонической, гидрогеологической) обстановке. Лучшими покрышками считаются соленосные толщи, но наиболее распространены в этом качестве глины. Кроме указанных, флюидоупорами могут служить и другие разновидности осадочных и даже магматических пород. Если экранирующие свойства глинистых и соляных пород объясняются до определенных пределов давления и температуры их повышенной пластичностью, то другие типы пород обладают изолирующей способностью вследствие своей плотности (прочности, крепости) и рассматриваются как плотностные покрышки (флюидоупоры). Экранирующие свойства глин зависят от их состава, мощности и выдержанности, песчанистости или алевритистости, вторичных изменений, трещиноватости. Большое значение также имеют находящиеся в глинах вода и OB. Изначальные свойства глин и характер их вторичных изменений во многом определяются теми примесями (терригенными, карбонатными, кремнистыми), которые в них присутствуют. Большое влияние на экранирующие (фильтрующие) свойства глин оказывают их текстурные особенности, связанные с генезисом и минеральным составом. Глины с высокоупорядоченной слоистой текстурой, которая образуется вследствие однообразной ориентировки чешуек, будут вести себя иначе, чем глины с петельчатой, узловатой, спутанно-волокнистой, хлопьевидной или иными текстурами. на изменение плотности и других свойств глин оказывают влияние содержащиеся в них примеси. Уплотнение глин, содержащих более 20% карбонатов, до глубины 3000 м происходит более интенсивно по сравнению с некарбонатными разностями. А. А. Ханин объясняет это тем, что в последних имеется большое количество связанной воды, которая оказывает противодействие уплотнению. Размеры поровых каналов и их распределение имеют большое значение для экранирующих свойств глинистых пород. К удовлетворительным и хорошим покрышкам А. А. Ханин относит глины с размером пор не более 2 мкм. Наличие более крупных пор, количество которых не превышает даже нескольких процентов, резко ухудшает экранирующие свойства пород, повышая их проницаемость. Образование крупных (для глин) каналов связано с повышенным содержанием алевритовой и песчаной примеси. Экранирующие свойства глин в значительной степени определяются количеством содержащейся в них воды, формой ее связи с частицами породы. При уплотнении глин вода отжимается. Прежде всего выделяется поровая влага. Затем наступает вторая стадия дегидратации - (по Берету) выделение связанной воды. Она начинается с глубины 1,2 км или несколько больше и продолжается до глубин 3 - 4 км. Наблюдения над глинистыми минералами в природных условиях катагенеза свидетельствуют о влиянии температуры на темп их перестройки

(и дегидратации). По-видимому, в областях с высоким геотермическим градиентом этот процесс ускоряется. В течение второй стадии удаляющаяся вода противодействует фильтрации каких-либо

веществ через породу и таким образом улучшает свойства пород как покрышек. Если уход воды затруднен (в мощных глинистых толщах, где нет песчаных и других пористых прослоев), в поровом пространстве глин может возникнуть аномально высокое давление. До определенных пределов наличие этого давления будет способствовать повышению экранирующих свойств. Однако потом может наступить момент, когда чрезмерно возросшее давление вызовет образование гидроразрывов, в

результате чего будет развиваться микротрещиноватость. Важной характеристикой покрышки является в е л и ч и н а д а в л е н и я п р о р ы в а - перепад давления, при котором начинается фильтрация нефти (газа) через покрышку. С этим понятием связано другое - д а в л е н и е п е р е ж и м а, при котором прекращается фильтрация через покрышку. Давление пережима обычно меньше

давления прорыва. Последнее изменяется в широких пределах и зависит от свойств глин и нефтей (увеличивается для вязких нефтей). Прорыв газа и нефти через тонкие поры глинистых пород происходит в том случае, если создается достаточная сила для вытеснения капиллярной воды из этих пор (и может быть, некоторой части рыхло связанной воды). Таким образом, экранирующая способность глинистых пород определяется во многом величиной капиллярного давления

воды в системе поровых каналов. По мнению некоторых исследователей, прорыв подвижных веществ

через экранирующую толщу происходит также за счет раздвигания и механического разрушения межпоровых перегородок и образования таким образом новых путей для движения (более крупные

каналы, трещины, объединение трещин в системы).При погружении по мере увеличения глубины и температуры возрастает пластичность солей и сульфатных пород. Для повышения качества флюидоупоров это в целом благоприятно, например, ангидриты после уплотнения становятся более непроницаемыми. Выделение большого количества воды (при переходе гипса в ангидрит) приводит

к возникновению зон аномально повышенных давлений ниже эвапоритов (район Басры в северной части бассейна Персидского залива). Соли часто в пределах одного нефтеносного района разделяют горизонты, содержащие нефти различного состава, что свидетельствует об их высокой эффективности как экранирующих разделов.Покрышки, относящиеся к разряду п л о т н о с т н ы х, образуются обычно толщами однородных монолитных, лишенных трещин тонкокристаллических

известняков, реже доломитов, мергелей, аргиллитов. Карбонатные покрышки характерны для нефтяных залежей платформенных областей, для условий пологого залегания пород. Карбонатные покрышки часто ассоциируются с кабонатными же коллекторами, границы между ними имеют весьма сложную поверхность. Для карбонатных покрышек характерно быстрое приобретение ими изолирующей способности (в связи с быстрой литификацией и кристаллизацией карбонатного осадка). Для плотностных покрышек большое значение имеет мощность, увелчивающая в целом крепость пород. Плотностные покрышки теряют свою герметичность на больших глубинах за счет появления трещин механического образования. В некоторых специфических условиях можно встретить в разрезе покрышки особого рода. Например, в зонах развития многолетнемерзлых пород флюидоупорами служат песчано-алевритовые породы с льдистым цементом - к р и о г е н н ы е п о к р ы ш к и. Как известно, мощность мерзлоты может достигать 600-900 м. Под этими практически непроницаемыми образованиями могут встретиться скопления газа, а в самих покрышках газ присутствует в виде газогидрата. Подобные месторождения известны в Западной Сибири, Лено-Вилюйском бассейне, на Аляске. В районе Норильска разрабатывается Мессояхское месторождение.

Механизм эволюции криогенных покрышек, содержащих газогидраты, при изменении климата изучен Н. И. Романовским. Им показано, что при потеплении и разрушении газогидратов за счет поглощения скрытой энергии гидратообразования понижается температура над залежью. Это приводит к тому, что над разрушающейся гидратной залежью начинает формироваться ледогрунтовая покрышка, сначала прерывистая, а затем и сплошная. В условиях снижения давления при подъеме территории и продолжающегося разрушения газогидратов постепенно увеличивается количество газа под этой ледовой покрышкой. Процессы, стремящиеся к выравниванию, вызывают замедление,

вплоть до прекращения, разложения газогидратов. Формирование льдистых пород над залежью приводит к деформациям вышележащих пород.

ИЗ ЛЕКЦИЙ:

Покрышки формируются в диагенезе. Глинистые минералы — за счет разрушения гранито-гнейсов: 1) коалинит, 2) гидрослюды — за счет переотложения древних пород, 3) разбухающие — продукты вулканизма (вулк пепел в морской среде образует смектиты).

Пик покрышечных свойств — когда остается капиллярная вода.

Возраст пород на одной глубине — разные покрышки. Кайнозойские хуже, чем мезозойские.

Структура зависит от строения породы.Примесь (алевритовые зерна до 10%) - покрышки неэффективна.

ПЛАСТИЧНЫЕ ПОКРЫШКИ

Все покрышки эффективны до определенной глубины.

Под солями — низкие температуры и высокие давления. Покрышки соленосные сохраняют коллекторы.

КРИОГЕННЫЕ ПОКРЫШКИ

Давление приличное, температуры придонные (1-2 С). Образуются газогидраты — толща как покрышка. Развиты начиная с самого дна. Они же являются коллекторами (в особенности для удержания газа). Пример- несколько месторождений в Канаде.

ПЛОТНОСТНЫЕ ПОКРЫШКИ

Покровы, шарьяжи

США, Скалистые горы — много покровов

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: